JP2001118789A - 加熱処理装置の冷却方法及び加熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱処理装置における熱板の温度を速やかに
冷却する。 【解決手段】 ウエハを熱板７０上で加熱するように構
成された加熱処理装置において，少なくとも裏面が実質
的にＪＩＳ明度０〜４Ｖの色を有する黒色プレート９６
を，熱板７０の上方に位置させる。熱板７０の裏面に
は，ノズル７４から冷却用のエアが吹き付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，基板を加熱する加
熱処理装置の冷却方法，及び加熱処理装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造におけるフォトレ
ジスト処理工程においては，半導体ウエハ（以下，「ウ
エハ」）の表面にレジスト液を塗布した後の加熱処理
（プリベーキング）や，パターンの露光を行った後の加
熱処理（ポストエキスポージャベーキング）等，種々の
加熱処理が行われている。

【０００３】これらの加熱処理は，通常，加熱処理装置
によって行われる。この加熱処理装置は，処理容器内に
アルミニウムからなる厚みのある円盤状の熱板を有して
おり，この熱板上に処理対象となるウエハを載置し，前
記熱板に内蔵されている発熱体によって熱板を所定温度
に加熱することで，ウエハを加熱処理するようにしてい
た。

【０００４】ところで形成する半導体デバイスの種類や
レジスト液の種類，プロセスの種類等により，例えばウ
エハを１４０℃に加熱したり，あるいはそれより低温の
９０℃に加熱するなど，加熱処理の際の温度が異なる場
合がある。この場合，例えば今まで１４０℃の加熱処理
していた熱板を，９０℃用に変更する際には，熱板を例
えば９０℃まで一旦降温させる必要がある。この場合，
従来のこの種の加熱処理装置は，格別冷却のための機構
等は装備していないので，単に自然冷却させていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，前記所
定温度にまで冷却する場合，自然冷却のみに委ねている
と，熱板の表面の面内温度が不均一な状態で降温されて
しまい，前記所定温度に達して面内が均一になるために
は相当程度の長時間を要し，好ましくない。これを改善
するため，予め例えば１４０℃用，９０℃用と各々処理
温度毎に専用の加熱処理装置を用意すれば，冷却時間の
問題は解消できるが，そうすると多数の加熱処理装置が
必要となって，通常各種レジスト処理装置が集約化され
て使用されている塗布現像処理装置が肥大化してしま
い，好ましくない。

【０００６】本発明は，かかる点に鑑みてなされたもの
であり，加熱処理装置の熱板を従来よりも高速に冷却す
ることができる方法，及び当該冷却方法を好適に実施す
ることができる機能を備えた加熱処理装置を提供して，
前記問題の解決を図ることをその目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め，請求項１によれば，基板を熱板上で加熱するように
構成された加熱処理装置において，少なくとも前記熱板
に面した部分が熱吸収効率の良好な色を有する物体を，
前記熱板の上方に位置させることを特徴とする，加熱処
理装置の冷却方法が提供される。熱吸収効率の良好な色
としては，黒色をはじめとして例えば濃茶，濃灰色，濃
藍色，濃緑色，濃赤色等のいわゆる暗色が挙げられる。

【０００８】このように前記熱板に面した部分が熱吸収
効率の良好な色を有する物体を，前記熱板の上方に位置
させるようにしたので，熱板からの輻射熱を効果的に吸
収することができ，熱板の冷却を促進すると共に均一に
冷却することができる。ことにこの種の熱板は通常アル
ミニウムからなっているので，表面から発せられる輻射
熱を吸収すれば，熱板の冷却速度を大きく向上させるこ
とが可能である。またかかる物体を熱板の上方に位置さ
せることで，熱板から立ち上がる熱気も冷却することが
できる。

【０００９】熱吸収効率が良好な色については，物体に
塗料等で着色したり，メッキしてもよく，その他物体自
体をかかる色の材料で構成したり，さらにはかかる色を
有するプレートや膜を物体の表面に取り付けたものであ
ってもよい。また物体自体は，好ましくは熱伝導率の良
好な材質，例えば金属で構成するとよい。

【００１０】このように熱吸収効率の良好な色を有する
物体を熱板の上方に位置させるだけではなく，請求項２
に記載したように，さらに前記熱板の裏面に冷却用の気
体を吹き付けるようにすれば，より早く熱板の温度を所
定温度にまで冷却することが可能である。しかも熱板の
裏面側に吹き付けるので，塵埃等が熱板の表面，すなわ
ち基板の載置面に付着することはない。気体の種類は，
空気でもよく，その他窒素ガスをはじめとする各種の不
活性ガスであってもよい。吹き付ける気体の温度は低温
の方が当然のことながら冷却速度を向上させられるが，
常温のものでも大きな効果がられる。

【００１１】熱吸収効率の良好な色としては，例えば請
求項３に記載したように，明度が実質的にＪＩＳ明度０
〜４Ｖを有する色であることが好ましい。この範囲の明
度を有する色は，熱の吸収効率が良好である。もちろん
色の種類は問わない。すなわち黒色のみならず，有彩色
の濃い茶，赤，青，緑等の色でもよい。そして物体に塗
料等で着色したり，メッキしてもよく，その他物体自体
をかかる色の材料で構成したり，さらにはかかる色を有
するプレートや膜を物体の表面に取り付けたものであっ
てもよい。また物体自体は，好ましくは熱伝導率の良好
な材質，例えば金属で構成してもよい。

【００１２】請求項４によれば，基板を熱板上で加熱す
るように構成された加熱処理装置であって，熱板の裏面
に対して冷却用の気体を吹き付けるノズルを有すること
を特徴とする，加熱処理装置が提供される。

【００１３】かかる構成の加熱処理装置によれば，従来
よりも早く熱板を降温させることができ，しかも熱板の
裏面側に吹き付けるので，塵埃等が基板の載置面に付着
することはない。気体の種類等については，前述の場合
と同様，空気でもよく，その他窒素ガスをはじめとする
不活性ガスでもよい。吹き付ける気体の温度は低温の方
が当然のことながら冷却速度を向上させられるが，常温
のものでも大きな効果がられる。

【００１４】請求項５によれば，基板を熱板上で加熱す
るように構成された加熱処理装置であって，少なくとも
裏面が熱吸収効率の良好な色を有する物体を有し，前記
物体は，熱板の上方に移動自在であることを特徴とす
る，加熱処理装置が提供される。かかる加熱処理装置に
よれば，請求項１に記載の冷却方法を好適に実施するこ
とができる。

【００１５】この場合も，熱吸収効率が良好な色として
は，請求項６に記載したように，明度が実質的にＪＩＳ
明度０〜４Ｖを有する色であることが好ましい。この範
囲の明度を有する色は，熱の吸収効率が良好である。

【００１６】この場合，請求項７，８に記載したよう
に，前記物体の内部に冷却用の液体や気体の流路を形成
すれば，さらに熱板に対する冷却効果が大きい。物体の
裏面については，平坦に形成してもよいが，請求項９の
ように，粗面に成形すると，反射を抑えて，さらに熱板
からの輻射熱の吸収効果が向上する。

【００１７】請求項１０に記載したように，前記物体
を，基板を搬送する搬送装置とすれば，格別冷却用の物
体を別途装備する必要はない。しかも通常この種の加熱
処理装置への基板の搬入，搬出は，前記搬送装置を用い
ているから，これを有効に活用することが可能である。

【００１８】そして請求項１１のように，物体における
熱板との対向面を熱板と接触させるように移動可能に構
成すれば，接触による熱伝導によって速やかに熱板を冷
却させることが可能である。物体の裏面，すなわち熱板
表面に面する部分は，請求項１２のように，熱板を被う
略平板状に成形すれば，効率よく熱板を冷却することが
できる。

【００１９】以上の各加熱処理装置においても，請求項
１３のように，熱板の裏面に対して冷却用の気体を吹き
付けるノズルを付加すれば，さらに冷却速度が向上す
る。

【００２０】ところでこの種の熱板には，熱板の温度を
測定する温度センサが設けられている場合が多いが，か
かる場合には，前記ノズルの配置は，請求項１４に記載
しように，ノズルからの冷却用気体の吹き付け位置が，
該温度センサを避けた位置となるように設定すれば，温
度測定に支障を与えない。

【００２１】請求項１５のように，前記ノズルは複数設
けられ，前記熱板の温度を測定する複数の温度センサ
と，前記温度センサにより測定された測定情報が伝送さ
れ，該測定情報に基づいて前記ノズル毎に吐出される気
体量を制御する制御部とを有するように構成してもよ
い。これによってノズル毎，つまり特定のエリア毎に冷
却を制御することができる。

【００２２】そして請求項１６のように，前記熱板が配
置され，前記熱板を介して上部及び下部に空間を有する
処理室と，前記処理室の下部内を排気する排気手段とを
さらに備え，前記冷却用の気体は，前記処理室の下部に
供給され，前記ノズルからの前記冷却用の気体の吐出量
は，前記排気手段の排気量よりも多く設定されているよ
うにしてもよい。これによって処理室の下部を正圧に維
持して，外部からのパーティクルの侵入等を防止するこ
とが可能である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態について説明すると，図１は本実施の形態にかかる装
置が組み込まれた塗布現像処理装置１の平面図，図１は
同じく背面図であり，この塗布現像処理装置１は，例え
ば２５枚のウエハＷをカセットＣ単位で外部から塗布現
像処理装置１に対して搬入出したり，カセットＣに対し
てウエハＷを搬入出したりするカセットステーション１
０と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定の処理を施
すユニットとしての各種処理装置を多段配置してなる処
理ステーション１１と，この処理ステーション１１に隣
接して設けられている露光装置（図示せず）との間でウ
エハＷの受け渡しをするインタフェイス部１２とを一体
に接続した構成を有している。

【００２４】カセットステーション１０では，カセット
載置台１３上の所定の位置に，複数のカセットＣをＸ方
向（図１中の上下方向）に一列に載置自在である。そし
て，このＸ方向とカセットＣに収容されたウエハＷのウ
エハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）に対して移動自在な
ウエハ搬送体１４が搬送路１５に沿って設けられてお
り，各カセットＣに対して選択的にアクセスできるよう
になっている。

【００２５】ウエハ搬送体１４は，後述するように処理
ステーション１１側の第３の処理ユニット群G３に属す
るアライメントユニット３２とエクステンションユニッ
ト３３に対してもアクセスできるように構成されてい
る。

【００２６】処理ステーション１１では，その中心部に
主搬送装置１６が設けられており，主搬送装置１６の周
辺には各種処理ユニットが多段に配置されて処理ユニッ
ト群を構成している。本塗布現像処理装置１において
は，４つの処理ユニット群G1，G2，G3，G4が配置されて
おり，第１及び第２の処理ユニット群G1，G2は塗布現像
処理装置１の正面側に，第３の処理ユニット群G3は，カ
セットステーション１０に隣接して配置され，第４の処
理ユニット群G4は，インターフェイス部１２に隣接して
配置されている。なおオプションとして，波線で示した
第５の処理ユニット群G5が背面側に別途配置可能であ
る。

【００２７】第１の処理ユニット群G1，第２の処理ユニ
ット群G2は，各々スピンナ型処理ユニット，例えばウエ
ハＷに対してレジストを塗布して処理するレジスト塗布
ユニット１７，１８と，ウエハＷに現像液を供給して処
理する現像処理ユニット（図示せず）が下から順に２段
に配置されている。

【００２８】第３の処理ユニット群G3は，図２に示すよ
うに，ウエハＷを載置台に乗せて所定の処理を施すオー
ブン型の処理ユニット，例えば冷却処理を行うクーリン
グユニット（ＣＯＬ）３０，レジスト液とウエハＷとの
定着性を高めるためのアドヒージョンユニット（ＡＤ）
３１，ウエハＷの位置合わせを行うアライメントユニッ
ト（ＡＬＩＭ）３２，ウエハＷを待機させるエクステン
ションユニット（ＥＸＴ）３３，露光処理前の加熱処理
を行うプリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）３
４，３５及び現像処理後の加熱処理を施すポストベーキ
ングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）３６，３７等が下から順
に例えば８段に重ねられている。

【００２９】第４の処理ユニット群G4では，例えばクー
リングユニット（ＣＯＬ）４０，そして本実施の形態に
かかる加熱処理装置としての加熱・冷却処理装置４１，
エクステンションユニット（ＥＸＴ）４２，プリベーキ
ングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）４３，４４，ポストベ
ーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）４５，４６等が下か
ら順に例えば７段に重ねられている。

【００３０】インターフェイス部１２の中央部にはウエ
ハ搬送体５０が設けられている。このウエハ搬送体５０
は，第４の処理ユニット群G4に属するエクステンション
・クーリングユニット４２，及び周辺露光装置５１及び
パターンの露光装置（図示せず）に対してアクセスでき
るように構成されている。

【００３１】次に前記加熱・冷却処理装置４１について
詳細に説明する。図３に示したように，この加熱・冷却
処理装置４１は，ケーシング６１内に加熱部６２を有し
ており，この加熱部６２は，上側に位置して上下動自在
な蓋体６３と，下側に位置して蓋体６３と一体となって
処理室Ｓを形成する熱板収容部６４とからなっている。

【００３２】蓋体６３は，中心部に向かって次第に高く
なる略円錐状の形態を有し，頂上部には排気部６３ａが
設けられており，処理室Ｓ内の雰囲気は排気部６３ａか
ら均一に排気されるようになっている。

【００３３】熱板収容部６４は，外周の略円筒状のケー
ス６５，ケース６５内に配置された略円筒状の内側ケー
ス６６，内側ケース６６内に固着された断熱性の良好な
サポートリング６７，このサポートリング６７に支持さ
れた円盤状の熱板７０を有している。内側ケース６６の
上面には，吹き出し口６６ａが設けられ，処理室内に向
けて例えば空気や不活性ガス等を吹き出すことが可能で
ある。

【００３４】熱板７０は，例えばアルミニウムからな
り，その裏面には，給電によって発熱するヒータ７１が
取り付けられている。内側ケース６６の下面には，例え
ばパンチングメタルのように，多数の通気部７２が形成
された穴あきの底板７３が取り付けられている。

【００３５】前記底板７３上には，熱板７０の裏面に向
けて例えば冷却用の気体，たとえば常温のエアを垂直方
向に吹き出すノズル７４が８カ所に設けられている。こ
のノズル７４の配置は，図４に示したように，同心状に
各々４カ所ずつ配置されており，平面からみて，熱板７
０の温度測定用の温度センサ７５（図４中のｘで示して
いる）の位置と重ならないように設定されている。各ノ
ズル７４は，エア供給管７６で連通しており，ケーシン
グ６１外からエアが供給されると，各ノズル７４から，
各々同一風速のエアが熱板７０の裏面に向けて吹きつけ
られる要になっている。

【００３６】熱板７０には，ウエハＷを昇降させる際の
３本の昇降ピン８１が，熱板７０上から突出するための
孔８２が３カ所に形成されている。そしてこれら各孔８
２と底板７３との間には，昇降ピン８１の外周を被って
ノズル７４とは雰囲気隔離するための筒状のガイド８３
が各々垂直に配置されている。これらガイド８３によっ
て熱板７０下に配線されている各種コードなどによって
昇降ピン８１の上下動が支障を受けることはなく，また
ノズル７４から吹き出されるエアが孔８２からウエハＷ
に向けて吐出されることを防止できる。なお昇降ピン８
１は，モータ等の適宜の駆動装置８４によって上下動自
在である。

【００３７】ケース６５の下部周囲には，適宜の排気口
６５ａが形成されており，また加熱・冷却処理装置４４
のケーシング６１の下部側方にも適宜の排気口６１ａが
形成され，前記排気口６１ａには，前記した塗布現像処
理装置１の他の処理ユニットからの排気を集中して行っ
ている排気部（図示せず）に通ずる排気管８５が接続さ
れている。

【００３８】ケーシング６１の内部には，以上の主たる
構成を有する加熱部６３の他に，冷却部９１が設けられ
ている。この冷却部９１は，移動レール９２に沿って移
動自在でかつ上下動自在なケーシング６１内の搬送装置
としても機能する冷却プレート９３を有している。

【００３９】この冷却プレート９３は，図４にも示した
ように，全体として略方形の平板形状をなし，その内部
には，外部に設置されている恒温水供給源９４から供給
される所定温度（たとえば２３℃）の液体，たとえば恒
温水が冷却プレート９３内の循環路９３ａ内を循環して
おり，冷却プレート９３上に載置されたウエハＷを冷却
する構成を有している。また冷却プレート９３における
前記加熱部６３側の端部には，スリット９４，９５が形
成されている。これらスリット９４，９５は，冷却プレ
ート９３が加熱部６３側に移動して，熱板７０上で昇降
ピン８１に支持されているウエハＷを受け取るために，
図５に示したように，熱板７０上に位置する際に，該昇
降ピン８１が障害とならないように設けられている。し
たがって，冷却プレート９３は，図５に示したように，
熱板７０上に移動自在である。

【００４０】冷却プレート９３の裏面には，図６にも示
したように，黒色プレート９６が密着して取り付けられ
ている。この黒色プレート９６は，セラミック等からな
り，その色はＪＩＳに規格されている明度であって，実
質的に０〜４Ｖの範囲にある明度を有している。また表
面（下側）は，粗面に成形されており，微少な凹凸が形
成されて，反射を抑える構成を有している。

【００４１】本実施の形態にかかる加熱・冷却処理装置
４１は以上のように構成されており，パターンの露光が
塗布現像処理装置１の隣接した露光装置（図示せず）で
行われた後のポストエキスポージャベーキング（ＰＥ
Ｂ），及びその後の冷却処理を担っている。すなわち，
今日多く使用されている化学増幅型レジストは，パター
ンの露光が終了した後は，加熱処理を行うと共に，直ち
に冷却する必要があるが，本実施の形態にかかる加熱・
冷却処理装置４１は，かかる要求を好適に満たすもので
ある。すなわち，露光処理後のウエハＷが熱板７０上に
載置されると，たとえばヒータ７１の加熱により，ウエ
ハＷが１４０℃に加熱される。そして所定時間の加熱が
終了すると，昇降ピン８１が上昇してウエハＷを支持す
る。その状態で今度は，冷却プレート９３が熱板７０上
に移動して，ウエハＷを受け取るが，前記したように，
冷却プレート９３内には恒温水が循環しており，ウエハ
Ｗは冷却プレート９３上に受け取られた直後から冷却処
理が開始される。したがって露光後のポストエキスポー
ジャベーキング（ＰＥＢ）が迅速になされる。

【００４２】ところで，プロセスやレジストの種類など
によって露光後のポストエキスポージャベーキングの温
度も異なっている。したがって，前記したように１４０
℃で加熱する場合だけではなく，それより低温，たとえ
ば９０℃で加熱する場合もある。この場合，熱板７０を
速やかに冷却して９０℃の加熱準備を行う必要がある
が，本実施の形態にかかる加熱・冷却処理装置４１は，
そのような熱板の降温に対しても好適に対処できる。

【００４３】すなわち，１４０℃で加熱処理を行うロッ
トの最後のウエハの加熱，冷却処理が終了した後，冷却
プレート９３を図５に示したように，熱板７０上に移動
させる。それと共に，図７に示したように，ノズル７４
から常温のエアを熱板７０の裏面に吹きつける。

【００４４】そうすると，まず熱板７０は，裏面から吹
きつけられる常温のエアによって冷却される。ここでノ
ズル７４から吐出されるエアの温度は，常温すなわち約
２３℃に設定したが，結露しない程度の温度であること
が望ましい。気体の温度は，低温の方が当然のことなが
ら，冷却速度を向上させることができるが，本実施の形
態のように常温のものでも大きな効果が得られる。気体
の種類は，空気でもよく，その他窒素ガスをはじめ，他
の不活性ガスであってもよいが，好ましくは減湿されて
いるドライエアなどを用いるのがよい。

【００４５】一方，熱板７０の表面には，冷却プレート
９３の裏面に取り付けられた黒色プレート９６が被った
格好になっているので，熱板７０の表面からの輻射熱
は，この黒色プレート９６によって効率よく吸収され
る。そして黒色プレート９６自体は，恒温の循環水によ
って常時冷却されている冷却プレート９３に対して密着
して取り付けられているから，黒色プレート９６自体も
間接的に前記恒温水によって冷却される。したがって，
黒色プレート９６は，連続して効率よく熱板からの輻射
熱や熱板７０からの熱気を吸収して，これを速やかに冷
却することができる。

【００４６】しかも黒色プレート９６は熱板７０表面全
体を被っているので，輻射熱を均一に吸収することがで
きる。したがって熱板７０を均一に降温させることがで
きる。また前記したように，黒色プレート９６の表面
は，粗面に成形されているから，反射を抑えることがで
き，輻射熱をさらに効率よく吸収することが可能であ
る。

【００４７】また前記したように，そのように熱板７０
の表面からの輻射熱を黒色プレート９６が効率よく吸収
する一方で，ノズル７４からエアが熱板７０の裏面に対
して吹きつけられているから，熱板７０をきわめて迅速
に所定温度，たとえば９０℃まで降温することが可能で
ある。したがって，速やかに９０℃の加熱に対応させる
ことができる。ノズル７４からのエアは，熱板７０の裏
面に吹き付けられるので，塵埃等が熱板７０の表面，す
なわちウエハなどの基板の載置面に付着することはな
い。

【００４８】なおノズル７４から吹きつけられたエア
は，底板７３の通気孔７２を通過して排気口６５ａ，６
１ａを経由して排気管８５から外部に排気することがで
き，熱板７０下の空間に滞留することはない。したがっ
てかかる点からも熱板７０の冷却効果は高いものであ
る。そしてノズル７４からのエアの吹き付け位置は，温
度センサ７５を避けた位置に設定されているから，温度
センサ７５による熱板７０の測定にあたって支障はな
い。

【００４９】本実施形態においては，熱板７０の冷却
を，黒色プレート９６を熱板７０の上方に位置させると
ともに，ノズル７４からエアを熱板７０に対して吹き付
けることにより行っている。この場合，熱板７０の温度
が，設定温度に対して＋１．５℃の温度に達した時点
で，冷却プレート９３を移動させて冷却部９１に戻す。
その後，熱板７０の温度が，設定温度に対して＋０．３
℃の温度に達した時点で，ノズル７４からのエアの供給
を停止するようにしてもよい。このように，設定温度よ
りもやや高い温度で冷却処理を停止することにより，熱
板７０の温度が設定温度よりも低くなりすぎてしまうオ
ーバーシュートの発生を防止できる。

【００５０】また，ノズル７４から吐出されるエアの流
量を，排気口６５ａからの排気量よりも高くすることが
望ましい。これにより，熱板７０，内側ケース６６，サ
ポートリング６７及び底板７３により囲まれる空間内は
正圧に保たれ，空間的に均一にエアを供給することがで
き，熱板７０に対し面内均一にエアを吹き付けることが
できる。従って，面内を均一に熱板７０を冷却すること
ができる。

【００５１】なお前記実施の形態で使用した黒色プレー
ト９６は，黒色であったが，これに限らずＪＩＳ明度０
〜４Ｖの明度を有する暗色であれば，濃い茶色，緑，青
等の各種の色を使用することができる。

【００５２】また前記実施の形態では，熱板７０の材質
としてアルミニウムを用いているが，アルミニウムと同
様の熱伝導率を有するセラミックスなどを用いても良
い。

【００５３】また前記実施の形態では，熱板７０として
厚さが３ｍｍ，従来よりも薄い厚さの熱板を用いること
ができ，このように厚みを薄くすることにより，熱板の
降温速度を早く行うことができる。

【００５４】また前記実施の形態では，ノズル７４の先
端部は，ノズル７４の長さ方向に沿ってノズル径が変化
しない形状を有している。しかし，図８に示すように，
ノズル１７４の先端部をしぼり，ノズル１７４の長さ方
向に沿ってノズル径が変化する形状となるようにしても
良い。このように先端部がしぼられたノズル１７４を用
いることにより，冷却をより均一にすることができる。

【００５５】また，上述の実施形態においては，ガイド
８３は熱板７０とが接して配置されていたが，図９に示
すようにガイド１８３と熱板７０とが所定の間隙をおい
て離間するようにしてもよい。ガイド８３と熱板７０と
が接していると，熱板７０の熱がガイド８３へ逃げてい
き，支持ピン８１が位置する付近の熱板７０の温度が変
化し，熱板７０は面内で不均一な温度分布を有する可能
性がある。このような温度分布の不均一は，熱板７０の
厚さが例えば３ｍｍと薄くなると顕著に表れるが，図９
に示すようにガイド８３の先端と熱板７０下面とを離隔
することにより，熱板７０の熱がガイド８３へ逃げる量
を減少させることができ，熱板７０の面内での温度分布
をより均一にすることができる。

【００５６】また，上述の実施の形態の構造に加え，図
１０及び図１１に示すように，熱板７０の裏面及び内側
ケース６６の内側の側面に，それぞれ放射線状に複数の
フィン１７１，１７２を設けても良い。フィン１７１及
び１７２を設けることにより，熱板７０及び内側ケース
６６と，ノズル７４から吐出されるエアとが，接触する
面積を大きくすることができ，熱板７０の冷却効果を高
めることができる。なお図１０は，加熱・冷却処理装置
の側面からの断面を示しており，図３とは断面箇所が異
なっている。

【００５７】また，上述の実施形態においては，冷却プ
レート９３を熱板７０上に移動させた状態では，熱板７
０と冷却プレート９３とは離間されている。しかし，冷
却プレート９３を昇降可能に設計し，図１２に示すよう
に，冷却プレート９３と熱板７０とを接触させることに
よって熱板７０を冷却することもでき，離間する場合と
比較して冷却速度を向上させることができる。この場
合，冷却プレート９３と熱板７０とを接触させた後，熱
板７０が所定の温度よりも高い温度に達した時点で，冷
却プレート９３と熱板７０とを離間することにより，オ
ーバーシュートを防止することができる。

【００５８】上述の実施の形態においては，各ノズル７
４は，同一のエア供給管７６で連通されているため，各
々同一風速のエアが熱板７０の裏面に対し吹き付けられ
ている。しかし，図１３に示すように，各センサ７５に
より測定された熱板７０の温度情報が伝送され，この測
定情報を元にして各ノズル７４から吐出されるエアの流
量やエアを流す時間を制御する制御部１００を設けるこ
とで，各ノズル７４から吐出されるエアの量や流量時間
を異ならせることもできる。このようにして制御部１０
０を設けることにより，更に熱板７０の面内の温度分布
を均一化することができる。なお図１３においては，理
解しやすくするために，ノズル７４及びセンサ７５の数
を減らして説明している。

【００５９】また上述の実施形態においては，冷却プレ
ート９３内に流通する冷却媒体として恒温の循環水を用
いているが，ドライエアなどの気体を用いることができ
る。気体は，液体と比較して，安価で，液体のリークが
なく，また液体のようにつまることがない。

【００６０】次に前記冷却プレート９３，ノズル７４に
よる冷却プロセスの他の一例について説明する。なおこ
の冷却プロセスに使用した熱板７０は，分割されたエリ
ア毎にヒータパターンを有し，各分割エリアに対して温
度制御が可能になっているものを使用している。図１４
のフローに示したように，まず熱板７０の温度を測定す
る（ステップＳ１）。そして降温すべき温度の幅を検出
し，それが１℃以下の場合には，チャンバーがＣＬＯＳ
Ｅされ，すなわち蓋体が閉鎖され（ステップＳ１２），
冷却プレート９３，ノズル７４による冷却処理は行われ
ず，直ちに全チャネル制御がＯＮされ（ステップＳ１
３），その後整定終了判別処理がなされる（ステップＳ
１４）。なおここで全チャネル制御がＯＮとは，前記各
分割エリアに対する温調制御装置の各々に対するＯＵＴ
ＰＯＲＴ（チャネル）がＯＮということであり，全制
御出力がＯＮという意味である（但し，実際にはソリッ
ドステートリレーがＯＮ）。ところで，制御出力がＯＮ
になると各分割エリアのヒータがＯＮされるが，一方で
温調制御装置からメインコントローラ（図示せず）にサ
ンプリングタイムの間，各ヒータの温度情報が選出さ
れ，温度情報に対する上下限温度許容幅がメインコント
ローラ内に設定されている。したがって検出値が当該上
下限温度許容幅に入っていた場合には，プロセス処理が
ＯＫと判断されて温度整定終了となる。また整定終了判
別処理とは，そのようなプロセスでプロセス処理の実行
の可否を判断する処理である。

【００６１】一方降温すべき温度の幅が１℃を越える場
合には，さらにそれが例えば１０℃以上かどうか判断さ
れ（ステップＳ２），１０℃以上の場合には，図１５に
示した冷却プレート９３及びノズル７４の双方による冷
却プロセスがなされる。

【００６２】そして降温すべき温度の幅が例えば１０℃
未満の場合には，チャンバーがＯＰＥＮ，すなわち蓋体
６３が開放し（ステップＳ４），次いでノズル７４から
エアの吹出しが開始され，すなわちエアパージが開始さ
れる（ステップＳ５）。次いで全チャネル制御がＯＦＦ
され（ステップＳ６），再度熱板７０の温度が測定され
る（ステップＳ７）。

【００６３】そして測定した結果，最も高いエリアの温
度（温度センサ）がノズル７４からのエア吹出し停止温
度，例えば３℃以下となっているかどうか判断され（ス
テップＳ８），３℃以下の場合には，ノズル７４からエ
アの吹出しが停止され，エアパージがＯＦＦされる（ス
テップＳ９）。しかし依然として一部のエリアでもエア
吹出し停止温度を越えている場合には，引き続きノズル
７４からのエア吹出しが行われ，常時熱板７０の温度が
測定されて，熱板７０のどのエリアもノズル７４からの
エア吹出し停止温度以下となるまで，ノズル７４からの
エア吹出しによる冷却処理が実施される。

【００６４】ノズル７４からのエア吹出しが停止した
後，再度常時熱板７０の温度が測定されて（ステップＳ
１０），最も高い温度を検出した温度センサの温度が，
チャンバー閉温度，すなわち蓋体６３を閉鎖するのに十
分な温度，例えば１℃となっているかどうか判断され
（ステップＳ１１），所定温度に達している場合には，
チャンバーＣＬＯＳＥ，すなわち蓋体６３が閉鎖され，
その後全チャネル制御がＯＮされ（ステップＳ１３），
その後整定終了判別処理がなされる（ステップＳ１
４）。また蓋体６３を閉鎖するのに十分な温度となって
いない場合には，再び熱板温度の測定が行われ，以後自
然冷却によって十分な閉鎖温度となるまで蓋体６３の開
放状態が維持される。

【００６５】一方，前記判断処理（ステップＳ３）にお
いて降温幅が１０℃以上の場合には，図１５に示したよ
うな，冷却プレート９３及びノズル７４の双方による冷
却プロセスがなされる。すなわち，まずチャンバがＯ
ＰＥＮ，すなわち蓋体６３が開放され（ステップＳ２
１），次いでノズル７４によるエア吹出しによってパー
ジ処理が開始される（ステップＳ２２）。

【００６６】次いで冷却プレート９３が熱板７０上方へ
と移動し（ステップＳ２３），全チャネル制御がＯＦＦ
される（ステップＳ２４）。その後熱板７０の温度が測
定され，最も高いエリアの温度（各温度センサのうち最
も高い温度を検出しているセンサの温度）がノズル７４
からのエア吹出し停止温度，例えば３℃以下となってい
るかどうか判断され（ステップＳ２６），３℃以下の場
合には，ノズル７４からエアの吹出しが停止され，エア
パージがＯＦＦされる（ステップＳ２７）。しかし依然
として一部のエリアでもエア吹出し停止温度を越えてい
る場合には，引き続きノズル７４からのエア吹出しと冷
却プレート９３による冷却処理が行われ，常時熱板７０
の温度が測定されて，熱板７０のどのエリアもノズル７
４からのエア吹出し停止温度以下となるまで，ノズル７
４からのエア吹出しと冷却プレート９３による冷却処理
が実施される。この冷却プレート９３の熱板７０側への
移動により，熱板７０からの奉仕や熱が奪われ，降温温
度幅が大きい場合に，急速に温度降下ができ，冷却時間
を短縮することが可能である。

【００６７】エアパージがＯＦＦされた（ステップＳ２
７）後，冷却プレート９３も退出し（ステップＳ２
８），その後全チャネル制御がＯＮ状態になる（ステッ
プＳ２９）。そして再度熱板７０の温度が測定されて
（ステップＳ３０），各温度センサ７５のうち，最も高
い温度を検出している温度センサが，チャンバー閉温
度，すなわち蓋体６３を閉鎖するのに十分な温度となっ
ているかどうか判断され（ステップＳ３１），所定温度
に達している場合には，チャンバーＣＬＯＳＥ，すなわ
ち蓋体６３が閉鎖され（ステップＳ３２），その後整定
終了判別処理がなされる（ステップＳ３３）。経過して
いない場合には，再度熱板７０の温度測定が実施され
る。また蓋体６３を閉鎖するのに十分な温度となってい
ない場合には，再び熱板温度の測定が行われ，以後自然
冷却によって十分な温度となるまで蓋体６３の開放状態
が維持される。

【００６８】以上のような冷却フローによれば，まず降
温幅によって以後の冷却プロセスを選択するようにし，
例えば降温幅が最も大きい第１の温度の場合には，ノズ
ル７４と冷却プレート９３による降温処理，次に降温幅
の大きい第２の温度の場合には，ノズル７４による降温
処理，そして降温幅の最も小さい第３の温度の場合に
は，そのままの自然冷却によって冷却処理を行うように
しているので，降温幅に応じた適切な熱板の冷却処理が
行え，熱板の温度移管による冷却時間をなるべく一定と
なるようにすることが可能である。

【００６９】また前記実施の形態は，加熱・冷却処理装
置として具体化されていたが，もちろん加熱処理装置単
独の構成としてもよい。さらには，基板はウエハであっ
たが，もちろん方形の他の基板，たとえばＬＣＤ基板の
加熱処理装置に対しても適用可能である。

【００７０】

【発明の効果】請求項１〜１６の本発明によれば，加熱
処理装置の熱板を従来よりも早くかつ均一に降温させる
ことができる。したがって，１つの加熱処理装置を異な
った温度の加熱処理用に兼用しても，従来よりも異なっ
た温度への設定変更に時間がかからず，スループットの
向上に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる加熱・冷却処理装
置が組み込まれた塗布現像処理装置の平面からの説明図
である。

【図２】図２の塗布現像処理装置の背面からの説明図で
ある。

【図３】実施の形態にかかる加熱・冷却処理装置の側面
からの断面説明図である。

【図４】実施の形態にかかる加熱・冷却処理装置の平面
からの説明図である。

【図５】実施の形態にかかる加熱・冷却処理装置におけ
る冷却プレートが熱板上に移動した状態を示す平面から
の説明図である。

【図６】実施の形態にかかる加熱・冷却処理装置におけ
る黒色プレートの斜め下からみた斜視図である。

【図７】実施の形態にかかる加熱・冷却処理装置におけ
る冷却プレートが熱板上に移動した状態を示す側面から
の説明図である。

【図８】他の実施形態にかかる加熱・冷却処理装置の側
面からの断面図である。

【図９】更に他の実施の形態にかかる加熱・冷却処理装
置の側面からの断面図である。

【図１０】更に他の実施の形態にかかる加熱・冷却処理
装置の側面からの断面図である。

【図１１】図１０の加熱・冷却処理装置の平面図であ
る。

【図１２】更に他の実施の形態にかかる加熱・冷却処理
装置における冷却プレートが熱板上に移動した状態を示
す側面からの断面図である。

【図１３】更に他の実施の形態にかかる加熱・冷却処理
装置における加熱部について説明する平面図である。

【図１４】ノズルのみによる冷却処理の処理手順を示す
フローチャートである。

【図１５】ノズルと冷却プレートによる冷却処理の処理
手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 塗布現像処理装置 ４１ 加熱・冷却処理装置 ６２ 加熱部 ７０ 熱板 ７１ ヒータ ７２ 通気孔 ７３ 底板 ７４ ノズル ７５ 温度センサ ９３ 冷却プレート ９６ 黒色プレート Ｗ ウエハ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を熱板上で加熱するように構成され
   た加熱処理装置において，少なくとも前記熱板に面した
   部分が熱吸収効率の良好な色を有する物体を，前記熱板
   の上方に位置させることを特徴とする，加熱処理装置の
   冷却方法。
2. 【請求項２】 基板を熱板上で加熱するように構成され
   た加熱処理装置において，少なくとも前記熱板に面した
   部分が熱吸収効率の良好な色を有する物体を，前記熱板
   の上方に位置させ，さらに前記熱板の裏面に冷却用の気
   体を吹き付けることを特徴とする，加熱処理装置の冷却
   方法。
3. 【請求項３】 前記熱吸収効率の良好な色は，実質的に
   ＪＩＳ明度が０〜４Ｖの明度を有する色であることを特
   徴とする，請求項１又は２に記載の加熱処理装置の冷却
   方法。
4. 【請求項４】 基板を熱板上で加熱するように構成され
   た加熱処理装置であって，熱板の裏面に対して冷却用の
   気体を吹き付けるノズルを有することを特徴とする，加
   熱処理装置。
5. 【請求項５】 基板を熱板上で加熱するように構成され
   た加熱処理装置であって，少なくとも裏面が熱吸収効率
   の良好な色を有する物体を有し，前記物体は，熱板の上
   方に移動自在であることを特徴とする，加熱処理装置。
6. 【請求項６】 前記熱吸収効率の良好な色は，実質的に
   ＪＩＳ明度が０〜４Ｖの明度を有する色であることを特
   徴とする，請求項５に記載の加熱処理装置。
7. 【請求項７】 前記物体の内部には，冷却用の液体の流
   路が形成されていることを特徴とする，請求項５又は６
   に記載の加熱処理装置。
8. 【請求項８】 前記物体の内部には，冷却用の気体の流
   路が形成されていることを特徴とする，請求項５又は６
   に記載の加熱処理装置。
9. 【請求項９】 前記物体の裏面は，粗面に成形されてい
   ることを特徴とする，請求項５，６，７又は８に記載の
   加熱処理装置。
10. 【請求項１０】 前記物体は，基板を搬送する搬送装置
    であることを特徴とする，請求項５，６，７，８又は９
    のいずれかに記載の加熱処理装置。
11. 【請求項１１】 前記物体は，前記熱板に対向した面
    と，前記熱板とが接触するように移動可能に構成されて
    いることを特徴とする，請求項５，６，７，８，９又は
    １０のいずれかに記載の加熱処理装置。
12. 【請求項１２】 前記物体における裏面は，熱板を被う
    略平板状に成形されていることを特徴とする，請求項
    ５，６，７，８，９，１０又は１１のいずれかに記載の
    加熱処理装置。
13. 【請求項１３】 熱板の裏面に対して冷却用の気体を吹
    き付けるノズルを有することを特徴とする，請求項５，
    ６，７，８，９，１０，１１又は１２のいずれかに記載
    の加熱処理装置。
14. 【請求項１４】 熱板の温度を測定する温度センサを有
    し，前記ノズルからの冷却用気体の吹き付け位置は，該
    温度センサを避けた位置に設定されていることを特徴と
    する，請求項４又は１３に記載の加熱処理装置。
15. 【請求項１５】 前記ノズルは複数設けられ，前記熱板
    の温度を測定する複数の温度センサと，前記温度センサ
    により測定された測定情報が伝送され，該測定情報に基
    づいて前記ノズル毎に吐出される気体量を制御する制御
    部とを有することを特徴とする，請求項４，１３又は１
    ４のいずれかに記載の加熱処理装置。
16. 【請求項１６】 前記熱板が配置され，前記熱板を介し
    て上部及び下部に空間を有する処理室と，前記処理室の
    下部内を排気する排気手段とをさらに備え，前記冷却用
    の気体は，前記処理室の下部に供給され，前記ノズルか
    らの前記冷却用の気体の吐出量は，前記排気手段の排気
    量よりも多く設定されていることを特徴とする，請求項
    ４，１３，１４又は１５のいずれかに記載の加熱処理装
    置。