JP2002231623A - Cooling device and substrate processing device - Google Patents

Cooling device and substrate processing device

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JP2002231623A
JP2002231623A JP2001362311A JP2001362311A JP2002231623A JP 2002231623 A JP2002231623 A JP 2002231623A JP 2001362311 A JP2001362311 A JP 2001362311A JP 2001362311 A JP2001362311 A JP 2001362311A JP 2002231623 A JP2002231623 A JP 2002231623A
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JP
Japan
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cooling
substrate
mounting plate
peltier
peltier module
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Application number
JP2001362311A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Tsuji
雅夫 辻
Shigeru Sasada
滋 笹田
Yasuo Hatanaka
康男 畑中
Masaru Hamazaki
大 濱崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd filed Critical Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device which is capable of keeping a substrate high in temperature uniformity, while subjecting the substrate to cooling and improving the throughput. SOLUTION: A substrate W as a work is placed on a mounting plate 31. A Peltier module 40 is laminated under the mounting plate 31 through the intermediary of a silicone grease film 32 of high thermal conductivity, and a cooling plate 34 is laminated under the Peltier module 40 through the intermediary of a silicone grease film 33. Electrical energy supplied to the Peltier module 40 is adjusted by a power supply/control unit 37, on the basis of the measurement result of a temperature sensor 38 embedded in the mounting plate 31. Since the Peltier module 40 has the same planar shape as that of the mounting plate 31, and Peltier elements are arranged in the module 40 to be uniform in number per unit area in a plan view, the mounting plate 31 can be kept uniform in temperature distribution, even if it is reduced in thickness, the substrate W can be kept high in temperature uniformity, when it undergoes a cooling, and this cooling device can obtain high throughput.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板、液晶
表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光
ディスク用基板等(以下、「基板」と称する)に冷却処
理を行う冷却処理装置およびその冷却処理装置を組み込
んだ基板処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling apparatus for cooling a semiconductor substrate, a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a photomask, a substrate for an optical disk (hereinafter, referred to as a "substrate") and the like. The present invention relates to a substrate processing apparatus incorporating a cooling processing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、半導体や液晶ディスプレ
イなどの製品は、上記基板に対して洗浄、レジスト塗
布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処
理、ダイシングなどの一連の諸処理を施すことにより製
造されている。これらの諸処理のうち熱処理には加熱処
理と冷却処理とがあり、通常冷却処理はレジスト塗布処
理や現像処理の前後の熱処理の一環として加熱処理の直
後に行われる。冷却処理は、加熱された基板の温度を下
げることのみならず、基板の温度を一定の温度に温調す
るという役割も担っており、今日の半導体製造技術にお
いて欠くことのできない重要なプロセスである。
2. Description of the Related Art As is well known, products such as semiconductors and liquid crystal displays are subjected to a series of processes such as cleaning, resist coating, exposure, development, etching, formation of an interlayer insulating film, heat treatment, and dicing. It is manufactured by applying. Among these various treatments, the heat treatment includes a heat treatment and a cooling treatment. Usually, the cooling treatment is performed immediately after the heat treatment as part of the heat treatment before and after the resist coating treatment and the development treatment. The cooling process not only lowers the temperature of the heated substrate but also regulates the temperature of the substrate to a constant temperature, and is an important process indispensable in today's semiconductor manufacturing technology. .

【0003】図8は、従来の冷却処理装置の要部を示す
平面図である。以前は、恒温水を循環させて基板の冷却
を行っていたのであるが、スループット向上のため最近
はペルチェ素子を用いた直接電子冷熱型の冷却処理装置
が多く用いられている。図8の冷却処理装置も直接電子
冷熱型であり、金属製円盤で構成された載置板101の
下に7枚のペルチェモジュール102を配置している。
FIG. 8 is a plan view showing a main part of a conventional cooling processing apparatus. In the past, the substrate was cooled by circulating constant-temperature water. However, in recent years, a direct electronic cooling type cooling processing apparatus using a Peltier element has been widely used to improve throughput. The cooling processing apparatus shown in FIG. 8 is also of a direct electronic cooling and heating type, in which seven Peltier modules 102 are arranged under a mounting plate 101 made of a metal disk.

【0004】図9は、従来のペルチェモジュール102
の構成を示す側面図である。従来のペルチェモジュール
102は、多数のペルチェ素子106を2枚のセラミッ
ク板105にて挟み込んで構成されていた。周知のよう
に、ペルチェ素子106は通電によって所定の方向に沿
った熱の移動を実現する素子であり、2枚のセラミック
板105のそれぞれには通電のためのパターン回路が形
成されるとともに、電源の陽極または陰極のいずれかに
導通するための電力供給線が接続されている。また、セ
ラミック板105を用いることによって、多数のペルチ
ェ素子106を固定してペルチェモジュール102自体
に強度を付与するとともに、ペルチェ素子106と外部
との電気的導通を絶縁している。
FIG. 9 shows a conventional Peltier module 102.
It is a side view which shows the structure of. The conventional Peltier module 102 has a configuration in which a number of Peltier elements 106 are sandwiched between two ceramic plates 105. As is well known, the Peltier element 106 is an element that realizes the transfer of heat in a predetermined direction by energization. A pattern circuit for energization is formed on each of the two ceramic plates 105, and a power supply is provided. A power supply line for conduction to either the anode or the cathode is connected. Further, by using the ceramic plate 105, a large number of Peltier elements 106 are fixed to give strength to the Peltier module 102 itself, and electrical insulation between the Peltier elements 106 and the outside is insulated.

【0005】このようなペルチェモジュール102が通
電によって上方から下方に熱を移動させることにより、
載置板101が冷却され、ひいては載置板101に載置
された基板が冷却されるのである。
When the Peltier module 102 moves heat from above to below by energization,
The mounting plate 101 is cooled, and thus the substrate mounted on the mounting plate 101 is cooled.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図8に示す
ように、基板を載置する載置板101は金属製(一般に
はアルミニウム製)の円盤であって、その直径は200
mm径基板の場合約220mmであり、300mm径基
板の場合約320mmである。一方、ペルチェモジュー
ル102は、一辺が40mm〜70mm程度の角型であ
る。従来の冷却処理装置にあっては、円形の載置板10
1の下に角型のペルチェモジュール102を配列し、そ
の配列パターンは1枚のペルチェモジュール102を中
心として放射状に6枚のペルチェモジュール102を配
置するというものであった。配列パターンは図8に示す
態様に限られるものではなかったが、いずれの配列パタ
ーンであっても円形の載置板101の下に複数の角型の
ペルチェモジュール102を配列する以上、必ずペルチ
ェモジュール102間の隙間、すなわち載置板101の
平面領域のうちペルチェモジュール102が存在しない
領域が発生していた。また、このような隙間は各ペルチ
ェモジュール102に接続された電力供給線を配設する
ためにも必要なものであった。
As shown in FIG. 8, a mounting plate 101 on which a substrate is mounted is a metal (generally aluminum) disk having a diameter of 200 mm.
It is about 220 mm for a substrate with a diameter of mm and about 320 mm for a substrate with a diameter of 300 mm. On the other hand, the Peltier module 102 has a rectangular shape with one side of about 40 mm to 70 mm. In the conventional cooling processing device, the circular mounting plate 10
A square Peltier module 102 is arranged under one, and the arrangement pattern is such that six Peltier modules 102 are arranged radially around one Peltier module 102. The arrangement pattern is not limited to the embodiment shown in FIG. 8. However, in any arrangement pattern, as long as a plurality of square Peltier modules 102 are arranged under the circular mounting plate 101, the Peltier module must be arranged. There was a gap between the 102, that is, an area where the Peltier module 102 did not exist in the plane area of the mounting plate 101. Further, such a gap is necessary for arranging the power supply line connected to each Peltier module 102.

【0007】図8の如きペルチェモジュール102間の
隙間が存在すると、ペルチェモジュール102直上は十
分に冷却されるのに対して上記隙間の直上は全く冷却さ
れないこととなるため、載置板101の温度分布が不均
一となり基板の冷却処理に温度ムラが生じることとな
る。このような冷却処理の温度ムラはプロセス上好まし
いものではなく、特に近年のパターン微細化が著しく進
展している状況にあっては、大きな問題となる。
If there is a gap between the Peltier modules 102 as shown in FIG. 8, the area just above the Peltier module 102 is sufficiently cooled, but the area just above the gap is not cooled at all. The distribution becomes non-uniform, resulting in temperature unevenness in the substrate cooling process. Such temperature unevenness of the cooling process is not preferable in terms of the process, and becomes a serious problem particularly in a situation where pattern miniaturization has progressed remarkably in recent years.

【0008】なお、ペルチェモジュール102自体を載
置板101と同程度にまで大型化することによって上記
の問題は解決されることとなるが、ペルチェモジュール
102を大型化するとセラミック板105も大型化して
熱応力によって割れやすくなるとともに、ペルチェモジ
ュール102自体が著しく高価となるため現実的ではな
い。
The above problem can be solved by making the Peltier module 102 itself as large as the mounting plate 101. However, when the Peltier module 102 is made large, the ceramic plate 105 also becomes large. It is not realistic because the Peltier module 102 itself becomes remarkably expensive while being easily broken by thermal stress.

【0009】このため、従来の冷却処理装置では、載置
板101の厚みを厚くしてペルチェモジュール102直
上と隙間直上の温度差を緩和し、冷却処理時の温度均一
性を維持するようにしていた。
For this reason, in the conventional cooling processing apparatus, the thickness of the mounting plate 101 is increased so as to reduce the temperature difference immediately above the Peltier module 102 and immediately above the gap, thereby maintaining the temperature uniformity during the cooling processing. Was.

【0010】しかしながら、載置板101の厚みが厚く
なると、その熱容量も大きくなるため、冷却処理に長時
間を要することとなり、スループットの低下を招いてい
た。また、載置板101の熱容量が大きくなると、冷却
処理に多大なエネルギーを要することとなり、ランニン
グコストが上昇するという問題も生じていた。さらに、
ペルチェモジュール102を構成しているセラミック板
105自体の熱伝導率が低いために、スループットの低
下およびエネルギー消費量の増大をより一層助長すると
いう問題も生じていた。
However, when the thickness of the mounting plate 101 is increased, the heat capacity thereof is also increased, so that a long time is required for the cooling process, and the throughput is reduced. In addition, when the heat capacity of the mounting plate 101 is increased, a large amount of energy is required for the cooling process, and there is a problem that the running cost is increased. further,
Since the thermal conductivity of the ceramic plate 105 itself constituting the Peltier module 102 is low, there has been a problem that the throughput is further reduced and the energy consumption is further increased.

【0011】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、冷却処理時の基板の温度均一性を維持できるとと
もに、高いスループットを得ることができる冷却処理装
置および基板処理装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a cooling processing apparatus and a substrate processing apparatus capable of maintaining high temperature uniformity of a substrate during cooling processing and obtaining high throughput. Aim.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1の発明は、基板を冷却する冷却処理装置に
おいて、上面に基板を載置する載置板と、前記載置板と
略同一の平面形状を有し、前記載置板の下方に配置され
たペルチェモジュールと、を備え、前記ペルチェモジュ
ールに、前記平面形状内における単位面積当たりのペル
チェ素子配置数を略均等にさせている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a cooling apparatus for cooling a substrate, comprising: a mounting plate on which a substrate is mounted on an upper surface; A Peltier module having the same planar shape and disposed below the mounting plate, wherein the Peltier module makes the number of Peltier elements arranged per unit area in the planar shape substantially uniform. .

【0013】また、請求項2の発明は、請求項1の発明
に係る冷却処理装置において、前記載置板を、前記ペル
チェモジュールと熱伝導性材料膜を挟んで積層してい
る。
According to a second aspect of the present invention, in the cooling processing apparatus according to the first aspect of the present invention, the mounting plate is laminated with the Peltier module with a thermally conductive material film interposed therebetween.

【0014】また、請求項3の発明は、請求項2の発明
に係る冷却処理装置において、前記ペルチェモジュール
に、前記熱伝導性材料膜と接する端面を耐熱性絶縁膜に
て形成させるとともに、当該端面を除く部分に配置した
保持部材にペルチェ素子を保持させている。
According to a third aspect of the present invention, in the cooling processing apparatus according to the second aspect of the present invention, the Peltier module has an end face in contact with the heat conductive material film formed of a heat resistant insulating film. The Peltier element is held by a holding member arranged at a portion other than the end face.

【0015】また、請求項4の発明は、請求項2または
請求項3の発明に係る冷却処理装置において、前記熱伝
導性材料膜をシリコーンゲルシートとしている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the cooling apparatus according to the second or third aspect, the heat conductive material film is a silicone gel sheet.

【0016】また、請求項5の発明は、請求項1から請
求項4のいずれかの発明に係る冷却処理装置において、
前記ペルチェモジュールを複数に分割し、前記複数に分
割されたペルチェモジュールのそれぞれを、異なる電力
供給制御部に接続している。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a cooling processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects,
The Peltier module is divided into a plurality of parts, and each of the divided Peltier modules is connected to a different power supply control unit.

【0017】また、請求項6の発明は、請求項5の発明
に係る冷却処理装置において、前記載置板を円形の平板
とし、前記ペルチェモジュールを、前記載置板の中心部
の下方に位置する円形領域と前記載置板の周縁部の下方
に位置するリング領域とに2分割している。
According to a sixth aspect of the present invention, in the cooling apparatus according to the fifth aspect of the present invention, the mounting plate is a circular flat plate, and the Peltier module is located below a central portion of the mounting plate. And a ring region located below the periphery of the mounting plate.

【0018】また、請求項7の発明は、基板を冷却する
冷却処理装置において、上面に基板を載置する載置板
と、前記載置板の下方に、前記載置板の全面にわたって
均一な密度にて配置したペルチェ素子と、を備えてい
る。
According to a seventh aspect of the present invention, in the cooling processing apparatus for cooling a substrate, a mounting plate on which the substrate is mounted on the upper surface, and a uniform plate over the entire surface of the mounting plate below the mounting plate. A Peltier element arranged at a high density.

【0019】また、請求項8の発明は、基板に所定の処
理を行う基板処理装置において、請求項1から請求項7
のいずれかの発明に係る冷却処理装置を備えている。
According to a further aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus for performing a predetermined process on a substrate.
Of the invention.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0021】<1.第1実施形態>まず、本発明に係る
冷却処理装置を組み込んだ基板処理装置の全体構成につ
いて説明する。図1は、基板処理装置の全体構成の一例
を示す斜視図である。この基板処理装置1は、基板にレ
ジスト塗布処理および現像処理を行う装置であって、ベ
ース部10の上に6つの熱処理ボックスBXを載置して
いる。
<1. First Embodiment> First, the overall configuration of a substrate processing apparatus incorporating a cooling processing apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of the overall configuration of the substrate processing apparatus. The substrate processing apparatus 1 is an apparatus that performs a resist coating process and a developing process on a substrate, and has six heat treatment boxes BX mounted on a base unit 10.

【0022】ベース部10は、その内部に図示を省略す
る2つのスピンコータ(回転式塗布処理ユニット)およ
び2つのスピンデベロッパ(回転式現像処理ユニット)
を備えている。スピンコータは、基板を回転させつつそ
の基板主面にフォトレジストを滴下することによって均
一なレジスト塗布を行う。また、スピンデベロッパは、
露光後の基板上に現像液を供給することによって現像処
理を行う。なお、ベース部10の凹部中央には搬送ロボ
ットが設けられている。
The base unit 10 includes two spin coaters (rotary coating units) and two spin developers (rotary developing units) (not shown).
It has. The spin coater applies a uniform resist by dripping a photoresist onto the main surface of the substrate while rotating the substrate. In addition, spin developers
The developing process is performed by supplying a developing solution onto the exposed substrate. A transfer robot is provided at the center of the concave portion of the base portion 10.

【0023】各熱処理ボックスBXは、本発明に係る冷
却処理装置たる冷却処理ユニット20の上に2段の加熱
処理ユニット11を積層して構成されている。加熱処理
ユニット11は、その内部にホットプレートを備えてお
り、基板を加熱して所定の温度にまで昇温する。冷却処
理ユニット20は、その内部にクールプレートを備えて
おり、基板を冷却して所定の温度にまで降温するととも
に、基板を当該所定の温度に維持する機能を有してい
る。なお、冷却処理ユニット20の詳細についてはさら
に後述する。
Each of the heat treatment boxes BX is configured by laminating a two-stage heating processing unit 11 on a cooling processing unit 20 as a cooling processing apparatus according to the present invention. The heat treatment unit 11 includes a hot plate therein, and heats the substrate to a predetermined temperature. The cooling processing unit 20 includes a cool plate therein, and has a function of cooling the substrate to lower the temperature to a predetermined temperature and maintaining the substrate at the predetermined temperature. The details of the cooling processing unit 20 will be described later.

【0024】この基板処理装置1において基板処理を行
うときには、ベース部10に設けられた搬送ロボットに
よってスピンコータ、スピンデベロッパ、加熱処理ユニ
ット11および冷却処理ユニット20の間で所定のプロ
セスに従って基板を循環搬送する。所定のプロセスの一
例としては、例えば、密着強化のための加熱処理および
冷却処理の施された基板に対してレジスト塗布処理を行
い、再度加熱処理、冷却処理を行った上で装置外の露光
処理装置(ステッパ)に搬出し、戻ってきた露光済み基
板に露光後加熱処理、冷却処理を施してから現像処理を
行い、さらにその基板に対して加熱処理、冷却処理を行
うというものである。これらの各処理のうち基板の加熱
処理は加熱処理ユニット11において、冷却処理は冷却
処理ユニット20において、レジスト塗布処理はスピン
コータにおいて、現像処理はスピンデベロッパにおいて
それぞれ行われるものである。
When substrate processing is performed in the substrate processing apparatus 1, a substrate is circulated and transported between a spin coater, a spin developer, a heating processing unit 11, and a cooling processing unit 20 according to a predetermined process by a transport robot provided on a base unit 10. I do. As an example of the predetermined process, for example, a resist coating process is performed on a substrate that has been subjected to a heating process and a cooling process for strengthening adhesion, and a heating process and a cooling process are performed again. The substrate is carried out to an apparatus (stepper), and the exposed substrate that has returned is subjected to post-exposure bake processing and cooling processing, and then subjected to development processing, and further subjected to heat processing and cooling processing. Among these processes, the heating process of the substrate is performed by the heating process unit 11, the cooling process is performed by the cooling process unit 20, the resist coating process is performed by the spin coater, and the developing process is performed by the spin developer.

【0025】次に、冷却処理ユニット20についてさら
に詳細に説明する。図2は、冷却処理ユニット20の構
成を示す図である。冷却処理ユニット20は、基板Wの
搬出入口を設けた筐体(図1参照)の内部に、クールプ
レート30と、カバー21と、リフトピン22と、リフ
トピン駆動部25と、連結部材23とを備えている。
Next, the cooling processing unit 20 will be described in more detail. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the cooling processing unit 20. The cooling processing unit 20 includes a cool plate 30, a cover 21, a lift pin 22, a lift pin driving unit 25, and a connecting member 23 inside a housing (see FIG. 1) provided with a loading / unloading port for the substrate W. ing.

【0026】カバー21は、冷却処理中の基板Wの上方
を覆うことによってその温度均一性を向上させるための
ものである。カバー21は図示を省略する昇降機構によ
って鉛直方向に沿って昇降自在とされており、上記の搬
送ロボットによって基板Wを冷却処理ユニット20に搬
出入するときには上昇し、基板Wに冷却処理を行うとき
には下降して基板Wの上方を覆う。
The cover 21 is for improving the temperature uniformity by covering the upper part of the substrate W during the cooling process. The cover 21 can be moved up and down in the vertical direction by an elevating mechanism (not shown). When the substrate W is carried into and out of the cooling processing unit 20 by the above-described transfer robot, the cover 21 is raised. It descends and covers the upper part of the substrate W.

【0027】リフトピン22、連結部材23、およびリ
フトピン駆動部25はいずれもクールプレート30上の
基板Wを昇降させるためのものである。リフトピン22
は、鉛直方向に沿って連結部材23上に立設された複数
の棒状部材である。リフトピン22は、クールプレート
30に設けられた貫通孔に対して遊貫可能とされてい
る。なお、1つの冷却処理ユニット20にリフトピン2
2は例えば6本設けられているものであるが、図2には
図示の便宜上2本のみを示している。
The lift pins 22, the connecting member 23, and the lift pin driving section 25 are for raising and lowering the substrate W on the cool plate 30. Lift pin 22
Are a plurality of rod-shaped members erected on the connecting member 23 along the vertical direction. The lift pins 22 can freely pass through through holes provided in the cool plate 30. It should be noted that one cooling processing unit 20 has lift pins 2
2 are provided, for example, six, but FIG. 2 shows only two for convenience of illustration.

【0028】リフトピン駆動部25は、例えばエアシリ
ンダを用いて構成されており、そのピストンと複数のリ
フトピン22とは連結部材23によって連結されてい
る。従って、リフトピン駆動部25の昇降動作に伴って
リフトピン22も鉛直方向に沿った昇降動作を行うこと
となる。搬送ロボットによって基板Wを冷却処理ユニッ
ト20に搬入するとき、または基板Wを冷却処理ユニッ
ト20から搬出するときには、リフトピン22が上昇し
てその先端がクールプレート30から突出し、リフトピ
ン22の当該先端上において基板Wの受け渡しが行われ
る。一方、冷却処理ユニット20において基板Wの冷却
処理を行うときには、リフトピン22が下降してその先
端がクールプレート30の貫通孔内部に没入し、基板W
がクールプレート30上に載置されることとなる(図2
の状態)。
The lift pin driving section 25 is constituted by using, for example, an air cylinder, and its piston and a plurality of lift pins 22 are connected by a connecting member 23. Accordingly, the lift pin 22 also performs the vertical movement along the vertical direction in accordance with the vertical movement of the lift pin drive unit 25. When the substrate W is carried into the cooling processing unit 20 by the transfer robot, or when the substrate W is carried out of the cooling processing unit 20, the lift pins 22 rise and the tips project from the cool plate 30, and the lift pins 22 Delivery of the substrate W is performed. On the other hand, when performing cooling processing of the substrate W in the cooling processing unit 20, the lift pins 22 descend and their tips enter the through holes of the cool plate 30, and the substrate W
Is placed on the cool plate 30 (FIG. 2).
State).

【0029】クールプレート30は、冷却処理ユニット
20の要部であって、載置された基板Wに冷却処理を行
うものである。図3は、クールプレート30の構成を示
す側面断面図である。本実施形態のクールプレート30
は、上から順に、載置板31、シリコーングリス膜3
2、ペルチェモジュール40、シリコーングリス膜33
および冷却板34を積層して構成されている。
The cool plate 30 is a main part of the cooling unit 20 and performs a cooling process on the mounted substrate W. FIG. 3 is a side sectional view showing the configuration of the cool plate 30. Cool plate 30 of the present embodiment
Are, in order from the top, the mounting plate 31, the silicone grease film 3
2. Peltier module 40, silicone grease film 33
And a cooling plate 34.

【0030】載置板31は、その上面に基板Wを載置す
るアルミニウム製の円盤である。載置板31の平面形状
は処理対象となる基板に応じて規定されるものであり、
例えばφ200mmの基板Wの場合は直径220mm程
度の円形とすれば良いし、φ300mmの基板Wの場合
は直径320mm程度の円形とすれば良い。載置板31
の内部には測温のための温度センサ38が埋め込まれて
いる。なお、温度センサ38としては、例えば熱電対等
を使用すれば良い。
The mounting plate 31 is an aluminum disk on which the substrate W is mounted. The planar shape of the mounting plate 31 is defined according to the substrate to be processed.
For example, a substrate W having a diameter of 200 mm may have a circular shape with a diameter of about 220 mm, and a substrate W having a diameter of 300 mm may have a circular shape with a diameter of about 320 mm. Mounting plate 31
Is embedded with a temperature sensor 38 for temperature measurement. As the temperature sensor 38, for example, a thermocouple may be used.

【0031】シリコーングリス膜32は、ゲル状のシリ
コーングリスにて形成された熱伝導性材料膜であり、載
置板31とペルチェモジュール40との間に挟み込まれ
ている。同様に、シリコーングリス膜33もゲル状のシ
リコーングリスにて形成された熱伝導性材料膜であり、
冷却板34とペルチェモジュール40との間に挟み込ま
れている。シリコーングリス膜32,33は高熱伝導性
と応力吸収性能とを兼ね備えており、載置板31または
冷却板34とペルチェモジュール40との間の速やかな
熱伝導を可能にするとともに、ペルチェモジュール40
からの熱応力を吸収することができる。なお、シリコー
ングリス膜32,33に代えて高熱伝導性と応力吸収性
能とを兼ね備えた他の熱伝導性材料膜を使用するように
しても良く、例えばアルミニウム箔とポリイミドとを積
層した熱伝導性コンパウンド積層材料膜を使用するよう
にしても良い。
The silicone grease film 32 is a heat conductive material film formed of gel silicone grease, and is sandwiched between the mounting plate 31 and the Peltier module 40. Similarly, the silicone grease film 33 is also a thermally conductive material film formed of gel silicone grease,
It is sandwiched between the cooling plate 34 and the Peltier module 40. The silicone grease films 32 and 33 have both high thermal conductivity and stress absorption performance, enable quick heat conduction between the mounting plate 31 or the cooling plate 34 and the Peltier module 40, and
Can absorb thermal stress from Note that, instead of the silicone grease films 32 and 33, another heat conductive material film having both high heat conductivity and stress absorption performance may be used. For example, a heat conductive material obtained by laminating an aluminum foil and a polyimide may be used. A compound laminate material film may be used.

【0032】冷却板34は、ペルチェモジュール40か
ら伝えられた熱を外部に放出するための放熱板であっ
て、その平面形状は載置板31と同一とされている。冷
却板34の内部全体には冷却配管が配置されており、そ
の冷却配管は冷却水供給管39および図示を省略する冷
却水配水管に接続されている。冷却水供給管39から供
給された冷却水は、上記冷却配管内を循環することによ
って冷却板34がペルチェモジュール40から受け取っ
た熱を吸収する。そして、その冷却水が冷却水配水管に
排出されることによって冷却板34がペルチェモジュー
ル40から受け取った熱が装置外部に搬出されるのであ
る。すなわち、冷却板34は水冷式の放熱板であって、
その材質は熱伝導率の高い金属材料が好ましい。
The cooling plate 34 is a heat radiating plate for releasing the heat transmitted from the Peltier module 40 to the outside, and has the same planar shape as the mounting plate 31. A cooling pipe is disposed in the entire inside of the cooling plate 34, and the cooling pipe is connected to a cooling water supply pipe 39 and a cooling water distribution pipe (not shown). The cooling water supplied from the cooling water supply pipe 39 circulates through the cooling pipe to absorb the heat received by the cooling plate 34 from the Peltier module 40. Then, when the cooling water is discharged to the cooling water distribution pipe, the heat received by the cooling plate 34 from the Peltier module 40 is carried out of the apparatus. That is, the cooling plate 34 is a water-cooled radiator plate,
The material is preferably a metal material having high thermal conductivity.

【0033】ペルチェモジュール40は、多数のペルチ
ェ素子が集積配置された電子冷熱モジュールであり、電
力供給を受けることによって載置板31から冷却板34
に向けて熱を移動させる。より正確に表現すると、電力
供給を受けたペルチェモジュール40は、シリコーング
リス膜32を介して載置板31から熱を奪うことによっ
て載置板31を冷却するとともに、その奪った熱をシリ
コーングリス膜33を介して冷却板34に与えることに
よって冷却板34を加熱する。
The Peltier module 40 is an electronic cooling and heating module in which a large number of Peltier elements are integrated, and receives electric power from the mounting plate 31 to the cooling plate 34.
Move heat towards. Expressed more precisely, the Peltier module 40 that has been supplied with power cools the mounting plate 31 by removing heat from the mounting plate 31 via the silicone grease film 32, and transfers the removed heat to the silicone grease film. The cooling plate 34 is heated by giving it to the cooling plate 34 via 33.

【0034】図4は、本実施形態のペルチェモジュール
40の構成を示す側面図である。また、図5は、ペルチ
ェモジュール40の内部構造を示す斜視図である。周知
のようにペルチェ素子は、異種の導体の接触部分に電流
を流したときに生じるペルチェ効果を利用したものであ
り、本実施形態のペルチェモジュール40もP型素子4
1aとN型素子41bとを備えている。なお、以降にお
いてP型素子41aとN型素子41bとを特に区別する
必要のない場合は、これらを総称して単にペルチェ素子
41と表記する。また、ペルチェモジュール40に設け
られたペルチェ素子には、高効率が得られる単結晶の素
子を用いている。
FIG. 4 is a side view showing the configuration of the Peltier module 40 of the present embodiment. FIG. 5 is a perspective view showing the internal structure of the Peltier module 40. As is well known, the Peltier element utilizes the Peltier effect that occurs when a current flows through the contact portion between different types of conductors.
1a and an N-type element 41b. In the following, when there is no need to particularly distinguish the P-type element 41a and the N-type element 41b, these are collectively referred to simply as a Peltier element 41. The Peltier device provided in the Peltier module 40 is a single-crystal device with high efficiency.

【0035】本実施形態においては、P型素子41aと
N型素子41bとが交互に配置された市松模様の配列パ
ターンを形成しており、ペルチェモジュール40に配置
された全てのP型素子41aおよびN型素子41bは1
枚の保持板42を貫通するとともに、その保持板42に
よって保持されている。逆に言えば、保持板42は、ペ
ルチェモジュール40の端面を除く部分に配置され、市
松模様の配列パターンにてペルチェモジュール40に配
列された全てのP型素子41aおよびN型素子41bを
一体として保持することにより、ペルチェモジュール4
0自体の強度を維持しているのである。なお、保持板4
2の材質としては、例えばガラスエポキシ等を使用すれ
ばよい。
In this embodiment, the P-type elements 41a and the N-type elements 41b form a checkerboard pattern in which the P-type elements 41a and the N-type elements 41b are alternately arranged. N-type element 41b is 1
It penetrates through the holding plates 42 and is held by the holding plates 42. Conversely, the holding plate 42 is arranged in a portion excluding the end face of the Peltier module 40, and integrally includes all the P-type elements 41a and the N-type elements 41b arranged in the Peltier module 40 in a checkered pattern. By holding, the Peltier module 4
The strength of 0 itself is maintained. The holding plate 4
As the material of 2, for example, glass epoxy or the like may be used.

【0036】また、図4および図5に示すように、相互
に隣接するP型素子41aとN型素子41bとは電極4
3によって電気的に接続されている。電極43によって
異種の素子の電気的接合が実現され、ペルチェ素子とし
ての機能が発揮されることとなる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the adjacent P-type element 41a and N-type element 41b are
3 are electrically connected. The electrode 43 realizes electrical connection between different types of elements, and exhibits a function as a Peltier element.

【0037】さらに、図4に示すように、ガラスエポキ
シの保持板42によって固定・保持され、電極43が取
り付けられたペルチェ素子41の上下両端側にはポリイ
ミドフィルム45が設けられている。換言すれば、シリ
コーングリス膜32,33と接するペルチェモジュール
40の端面をポリイミドフィルム45にて形成している
のである。ポリイミドフィルム45は、耐熱性絶縁膜で
あって、200℃程度までその絶縁性が破れることはな
く、ペルチェ素子41とモジュール外部との電気的導通
を絶縁する役割を担っている。なお、ポリイミドフィル
ム45に代えて60℃まで絶縁性が維持できる他の絶縁
膜、好ましくは80℃まで絶縁性を維持できる他の絶縁
膜を用いるようにしても良く、例えばポリエステルフィ
ルムを使用するようにしても良い。
Further, as shown in FIG. 4, a polyimide film 45 is provided on both upper and lower ends of the Peltier element 41 fixed and held by a glass epoxy holding plate 42 and having electrodes 43 attached thereto. In other words, the end face of the Peltier module 40 that is in contact with the silicone grease films 32 and 33 is formed of the polyimide film 45. The polyimide film 45 is a heat-resistant insulating film and has a role of insulating electrical conduction between the Peltier element 41 and the outside of the module without breaking its insulation up to about 200 ° C. Instead of the polyimide film 45, another insulating film capable of maintaining the insulating property up to 60 ° C., preferably another insulating film capable of maintaining the insulating property up to 80 ° C. may be used. For example, a polyester film may be used. You may do it.

【0038】以上のように、従来はセラミック板105
が果たしていたペルチェ素子106の固定および外部と
の絶縁という役割を、本実施形態のペルチェモジュール
40においてはガラスエポキシの保持板42およびポリ
イミドフィルム45が分担している。すなわち、ガラス
エポキシの保持板42が全てのペルチェ素子41を固定
・保持するとともに、ポリイミドフィルム45がペルチ
ェ素子41と外部との電気的導通を絶縁しているのであ
る。従って、ポリイミドフィルム45は外部との絶縁性
のみ確保すれば良いため、その厚さは従来のセラミック
板105に比較して著しく薄くすることができる。
As described above, the conventional ceramic plate 105
In the Peltier module 40 of the present embodiment, the holding plate 42 made of glass epoxy and the polyimide film 45 share the role of fixing the Peltier element 106 and insulating it from the outside. That is, the glass epoxy holding plate 42 fixes and holds all the Peltier elements 41, and the polyimide film 45 insulates the electrical conduction between the Peltier elements 41 and the outside. Therefore, the polyimide film 45 only needs to have insulation properties with respect to the outside, so that its thickness can be significantly reduced as compared with the conventional ceramic plate 105.

【0039】また、本実施形態のペルチェモジュール4
0においてはガラスエポキシの保持板42およびポリイ
ミドフィルム45を備えることによってセラミック板1
05を使用する必要がなくなるため、大型化に伴うセラ
ミック板105の熱応力による割れや価格の急激な上昇
のおそれがなく、採りうる形状の自由度が高い。このた
め、ペルチェモジュール40の平面サイズを大型化して
所望の形状を得ることが容易に可能となる。そして、本
実施形態においては、ペルチェモジュール40の平面形
状が載置板31の平面形状と同一にされており、処理対
象となる基板Wがφ200mmの場合は直径220mm
程度の円形とされ、φ300mmの場合は直径320m
m程度の円形とされる。
The Peltier module 4 of the present embodiment
0, a ceramic plate 1 is provided by providing a glass epoxy holding plate 42 and a polyimide film 45.
Since there is no need to use the material 05, there is no possibility of the ceramic plate 105 cracking due to thermal stress and a sharp rise in price due to the increase in size, and the degree of freedom of the shape that can be taken is high. Therefore, it is possible to easily increase the plane size of the Peltier module 40 to obtain a desired shape. In the present embodiment, the planar shape of the Peltier module 40 is made the same as the planar shape of the mounting plate 31, and when the substrate W to be processed is φ200 mm, the diameter is 220 mm.
It is about circular, and in case of φ300mm, diameter is 320m
m.

【0040】ペルチェモジュール40内では、ペルチェ
素子41が市松模様の配列パターンに従って単位面積あ
たりの配置数が均等になるように配列されている。よっ
て、ペルチェモジュール40の平面形状を載置板31の
平面形状と同一にすれば、載置板31の平面形状内にお
ける単位面積当たりのペルチェ素子41の配置数が均等
になる。
In the Peltier module 40, the Peltier elements 41 are arranged according to a checkerboard pattern so that the number of arrangements per unit area is equal. Therefore, if the planar shape of the Peltier module 40 is made the same as the planar shape of the mounting plate 31, the number of Peltier elements 41 per unit area within the planar shape of the mounting plate 31 becomes uniform.

【0041】図3に戻り、クールプレート30に組み込
まれたペルチェモジュール40は電力供給制御部37と
配線によって電気的に接続されている。より具体的に
は、電力供給制御部37の陽極および陰極のそれぞれが
異なる電極43と配線を介して接続される。このとき
に、ペルチェモジュール40に設けられた全てのペルチ
ェ素子41に電力供給が行われるように、配線接続を行
う。また、電力供給制御部37は、載置板31に埋め込
まれた温度センサ38とも電気的に接続されている。
Returning to FIG. 3, the Peltier module 40 incorporated in the cool plate 30 is electrically connected to the power supply control unit 37 by wiring. More specifically, each of the anode and the cathode of the power supply control unit 37 is connected to a different electrode 43 via a wiring. At this time, wiring connection is performed so that power is supplied to all Peltier elements 41 provided in the Peltier module 40. The power supply controller 37 is also electrically connected to a temperature sensor 38 embedded in the mounting plate 31.

【0042】上述した冷却処理ユニット20において基
板Wの冷却処理を行うときには、搬送ロボットによって
搬入された基板Wをリフトピン22が受け取って下降
し、載置板31上に載置する。その後、電力供給制御部
37は、温度センサ38の測温結果に基づいて、載置板
31が所定の目標温度となるようにペルチェモジュール
40への電力供給量を調整する。これにより、基板Wが
上記目標温度にまで冷却されることとなる。冷却処理終
了後、リフトピン22が上昇し、搬送ロボットがリフト
ピン22から処理済みの基板Wを受け取って冷却処理ユ
ニット20の外に搬出する。
When the cooling process of the substrate W is performed in the cooling unit 20 described above, the substrate W carried in by the transfer robot is received by the lift pins 22, descends, and is mounted on the mounting plate 31. Thereafter, the power supply controller 37 adjusts the amount of power supply to the Peltier module 40 based on the temperature measurement result of the temperature sensor 38 so that the mounting plate 31 has a predetermined target temperature. As a result, the substrate W is cooled to the target temperature. After the cooling process is completed, the lift pins 22 move up, and the transfer robot receives the processed substrate W from the lift pins 22 and carries it out of the cooling processing unit 20.

【0043】以上のようにすれば、載置板31の平面形
状内における単位面積当たりのペルチェ素子41の配置
数が均等になるため、載置板31の全面にわたって同程
度に冷却される。従って、載置板31の厚さを従来の載
置板101よりも大幅に薄くしたとしても冷却処理時の
載置板31の温度分布が均一となり、その結果基板Wの
温度均一性を維持することができる。そして、載置板3
1の厚さを薄くすることができれば、その熱容量も小さ
くなるため、冷却処理に要するタクトタイム(処理時
間)が短くなり、その結果高いスループットを得ること
ができる。
In this manner, the number of Peltier elements 41 per unit area in the plane shape of the mounting plate 31 becomes uniform, so that the entire surface of the mounting plate 31 is cooled to the same extent. Therefore, even if the thickness of the mounting plate 31 is made significantly thinner than the conventional mounting plate 101, the temperature distribution of the mounting plate 31 during the cooling process becomes uniform, and as a result, the temperature uniformity of the substrate W is maintained. be able to. And the mounting plate 3
If the thickness of the substrate 1 can be reduced, its heat capacity will also be reduced, so that the tact time (processing time) required for the cooling process will be shortened, and as a result, a high throughput can be obtained.

【0044】換言すれば、ペルチェモジュール40の平
面形状を載置板31の平面形状と同一にして、載置板3
1の平面形状内における単位面積当たりのペルチェ素子
41の配置数を均等にすることによって、載置板31の
厚さを薄くしてもその温度分布を均一にすることがで
き、冷却処理時における基板Wの温度均一性の維持と高
いスループットとを両立することができるのである。
In other words, the plane shape of the Peltier module 40 is made the same as the plane shape of the
By equalizing the number of Peltier elements 41 per unit area in one planar shape, even if the thickness of the mounting plate 31 is reduced, the temperature distribution can be made uniform, and the It is possible to maintain both the temperature uniformity of the substrate W and high throughput.

【0045】また、載置板31の厚さが薄くなって熱容
量が小さくなることにより、冷却処理に要するエネルギ
ーを低減することができる。さらには、冷却処理に要す
るタクトタイムが所定時間以下となれば、基板処理装置
1に設ける冷却処理ユニット20の数を削減することが
でき、より一層の省エネルギーおよび省スペースを図る
ことができる。
Further, since the thickness of the mounting plate 31 is reduced and the heat capacity is reduced, the energy required for the cooling process can be reduced. Furthermore, if the tact time required for the cooling process is equal to or shorter than the predetermined time, the number of the cooling processing units 20 provided in the substrate processing apparatus 1 can be reduced, and further energy saving and space saving can be achieved.

【0046】また、本実施形態においては、載置板31
とペルチェモジュール40との間にシリコーングリス膜
32を挟み込んでいる。このシリコーングリス膜32
は、高熱伝導性と応力吸収性能とを兼ね備えており、ペ
ルチェ素子41の熱膨張による熱応力を吸収してペルチ
ェ素子41に損傷を与えることを防止するとともに、載
置板31からペルチェモジュール40に向けた速やかな
熱伝導を可能にしており、その結果、冷却処理効率が高
まってより高いスループットを得ることができる。
In this embodiment, the mounting plate 31
The silicone grease film 32 is sandwiched between the Peltier module 40 and the Peltier module 40. This silicone grease film 32
Has both high thermal conductivity and stress absorbing performance, absorbs thermal stress due to thermal expansion of the Peltier element 41, prevents the Peltier element 41 from being damaged, and allows the Peltier module 40 to As a result, it is possible to increase the cooling processing efficiency and obtain a higher throughput.

【0047】また、本実施形態においては、ガラスエポ
キシの保持板42が全てのペルチェ素子41を固定・保
持するとともに、ポリイミドフィルム45がペルチェ素
子41と外部との電気的導通を絶縁している。よって、
上述の如く、ポリイミドフィルム45の厚さを従来のセ
ラミック板105に比較して著しく薄くすることがで
き、ポリイミドフィルム45が載置板31からペルチェ
モジュール40に向けた熱伝導を阻害するおそれはな
い。その結果、冷却処理効率がさらに高まってより高い
スループットを得ることができる。
In this embodiment, the glass epoxy holding plate 42 fixes and holds all the Peltier elements 41, and the polyimide film 45 insulates the electrical connection between the Peltier elements 41 and the outside. Therefore,
As described above, the thickness of the polyimide film 45 can be significantly reduced as compared with the conventional ceramic plate 105, and there is no possibility that the polyimide film 45 will hinder heat conduction from the mounting plate 31 to the Peltier module 40. . As a result, the cooling processing efficiency is further increased, and higher throughput can be obtained.

【0048】<2.第2実施形態>次に、本発明の第2
実施形態について説明する。図6は、第2実施形態の冷
却処理ユニットの要部を示す平面図である。また、図7
は、第2実施形態の冷却処理ユニットのクールプレート
の構成を示す側面断面図である。第2実施形態の冷却処
理ユニットが第1実施形態の冷却処理ユニット20と相
違するのは、ペルチェモジュール40が複数に分割され
るとともに、それらが異なる電力供給制御部に接続され
ている点である。なお、残余の点については第1実施形
態と同じであるため、その説明を省略する。
<2. Second Embodiment> Next, the second embodiment of the present invention
An embodiment will be described. FIG. 6 is a plan view illustrating a main part of the cooling processing unit according to the second embodiment. FIG.
FIG. 4 is a side cross-sectional view illustrating a configuration of a cool plate of a cooling processing unit according to a second embodiment. The difference between the cooling processing unit of the second embodiment and the cooling processing unit 20 of the first embodiment is that the Peltier module 40 is divided into a plurality of parts and they are connected to different power supply control units. . The remaining points are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0049】第1実施形態では1つのペルチェモジュー
ル40を設けていたのに対し、図6および図7に示すよ
うに、第2実施形態では2つのペルチェモジュール6
1,71を設けている。内側のペルチェモジュール61
は載置板31の中心部の下方に位置する円形領域を形成
している。一方、外側のペルチェモジュール71は載置
板31の周縁部の下方に位置するリング領域を形成して
いる。ペルチェモジュール61,71自体は、第1実施
形態と同様の多数のペルチェ素子が集積配置された電子
冷熱モジュールであり、図4および図5に示したのと同
じ構造を有している。従って、第2実施形態において
も、上述した第1実施形態によるのと同様の効果を得る
ことが可能である。なお、図6および図7においては図
示の便宜上、内側のペルチェモジュール61と外側のペ
ルチェモジュール71との間に隙間が形成されている
が、基板Wの温度均一性を維持する観点からはこの隙間
が狭いほど好ましい。
In the first embodiment, one Peltier module 40 is provided. On the other hand, as shown in FIGS. 6 and 7, in the second embodiment, two Peltier modules 6 are provided.
1, 71 are provided. Peltier module 61 inside
Defines a circular area located below the center of the mounting plate 31. On the other hand, the outer Peltier module 71 forms a ring region located below the periphery of the mounting plate 31. The Peltier modules 61 and 71 themselves are electronic cooling and heating modules in which a number of Peltier elements similar to those in the first embodiment are integrated and arranged, and have the same structure as that shown in FIGS. Therefore, also in the second embodiment, it is possible to obtain the same effects as in the first embodiment. In FIGS. 6 and 7, a gap is formed between the inner Peltier module 61 and the outer Peltier module 71 for convenience of illustration, but from the viewpoint of maintaining the temperature uniformity of the substrate W, this gap is formed. The smaller is the more preferable.

【0050】内側のペルチェモジュール61は電力供給
制御部65と配線によって電気的に接続されている。ま
た、電力供給制御部65は、載置板31に埋め込まれた
温度センサ62と電気的に接続されている。温度センサ
62は、載置板31のうちのペルチェモジュール61の
直上、つまり基板Wの中心部の下方に配置されている。
電力供給制御部65は、温度センサ62の測温結果に基
づいて、載置板31の中心部が所定の目標温度となるよ
うにペルチェモジュール61への電力供給量を調整す
る。
The inner Peltier module 61 is electrically connected to the power supply controller 65 by wiring. The power supply controller 65 is electrically connected to the temperature sensor 62 embedded in the mounting plate 31. The temperature sensor 62 is disposed immediately above the Peltier module 61 of the mounting plate 31, that is, below the center of the substrate W.
The power supply control unit 65 adjusts the amount of power supply to the Peltier module 61 based on the temperature measurement result of the temperature sensor 62 so that the center of the mounting plate 31 has a predetermined target temperature.

【0051】一方、外側のペルチェモジュール71は電
力供給制御部75と配線によって電気的に接続されてい
る。また、電力供給制御部75は、載置板31に埋め込
まれた温度センサ72と電気的に接続されている。温度
センサ72は、載置板31のうちのペルチェモジュール
71の直上、つまり基板Wの周縁部の下方に配置されて
いる。電力供給制御部75は、温度センサ72の測温結
果に基づいて、載置板31の周縁部が所定の目標温度と
なるようにペルチェモジュール71への電力供給量を調
整する。
On the other hand, the outer Peltier module 71 is electrically connected to the power supply controller 75 by wiring. The power supply controller 75 is electrically connected to the temperature sensor 72 embedded in the mounting plate 31. The temperature sensor 72 is disposed immediately above the Peltier module 71 of the mounting plate 31, that is, below the peripheral portion of the substrate W. The power supply control unit 75 adjusts the amount of power supplied to the Peltier module 71 based on the temperature measurement result of the temperature sensor 72 so that the peripheral portion of the mounting plate 31 has a predetermined target temperature.

【0052】このように、第2実施形態においては、ペ
ルチェモジュールが2分割されるとともに、それら2分
割されたペルチェモジュール61,71のそれぞれが異
なる電力供給制御部65,75に接続されている。そし
て、電力供給制御部65,75はそれぞれ基板Wの中心
部の下方に配置されている温度センサ62および基板W
の周縁部の下方に配置されている温度センサ72の測温
結果に基づいて、ペルチェモジュール61,71への電
力供給量を調整するのである。従って、ペルチェモジュ
ール61,71への電力供給量は別個独立に調整され
る。
As described above, in the second embodiment, the Peltier module is divided into two, and the two divided Peltier modules 61 and 71 are connected to different power supply controllers 65 and 75, respectively. The power supply control units 65 and 75 respectively include a temperature sensor 62 and a substrate W disposed below the center of the substrate W.
The power supply amount to the Peltier modules 61 and 71 is adjusted based on the temperature measurement result of the temperature sensor 72 disposed below the periphery of the Peltier module. Therefore, the amount of power supplied to the Peltier modules 61 and 71 is adjusted separately and independently.

【0053】一般に、冷却処理ユニット20での冷却処
理時において、基板Wの周縁部の方が中心部よりも放熱
効率が高いために速やかに冷却される。よって、ペルチ
ェモジュール61への電力供給量をペルチェモジュール
71への電力供給量よりも多くして基板Wの中心部の冷
却効率を高くすれば全体としての冷却処理効率が第1実
施形態より高まり、より高いスループットを得ることが
できる。
In general, at the time of cooling processing in the cooling processing unit 20, the peripheral portion of the substrate W is cooled more quickly because the heat radiation efficiency is higher than that of the central portion. Therefore, if the amount of power supplied to the Peltier module 61 is made larger than the amount of power supplied to the Peltier module 71 to increase the cooling efficiency of the central portion of the substrate W, the overall cooling processing efficiency will be higher than in the first embodiment, Higher throughput can be obtained.

【0054】<3.変形例>以上、本発明の実施の形態
について説明したが、本発明は上記の例に限定されるも
のではない。例えば、上記第2実施形態においては、ペ
ルチェモジュールを2分割するようにしていたが、これ
は2分割に限定されるものではなく、3分割以上として
も良い。分割されたペルチェモジュールのそれぞれは異
なる電力供給制御部に接続されることとなる。分割数が
多くなると、より細かな冷却処理の制御が可能となる
が、設備費用等のコストアップが生じるため、それらの
バランスを考慮して分割数を決定する用にすれば良い。
<3. Modifications> The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above examples. For example, in the second embodiment, the Peltier module is divided into two parts. However, this is not limited to two parts, and may be three or more parts. Each of the divided Peltier modules is connected to a different power supply control unit. When the number of divisions increases, finer control of the cooling process becomes possible, but costs such as equipment costs increase. Therefore, the number of divisions may be determined in consideration of the balance between them.

【0055】また、上記の各実施形態においては、載置
板31とペルチェモジュール40との間および冷却板3
4とペルチェモジュール40との間に挟み込む熱伝導性
材料膜としてゲル状のシリコーングリスにて形成された
シリコーングリス膜を使用していたが、これに代えてシ
リコーンゲルシートを熱伝導性材料膜として使用するよ
うにしても良い。シリコーンゲルシートは弾力性を有す
るシート状部材であり、応力によって弾性変形するもの
の、その応力を取り除くと元の形状に戻る復元性を有し
ている。シリコーンゲルシートとしては、例えばサーコ
ンGR−nシリーズ(富士高分子工業株式会社の製品
名)を用いることができる。
In each of the above embodiments, the space between the mounting plate 31 and the Peltier module 40 and the cooling plate 3
Although a silicone grease film formed of gel-like silicone grease was used as the heat conductive material film sandwiched between the Peltier module 4 and the Peltier module 40, a silicone gel sheet was used as the heat conductive material film instead. You may do it. The silicone gel sheet is a sheet-like member having elasticity and is elastically deformed by stress, but has a restoring property of returning to an original shape when the stress is removed. As the silicone gel sheet, for example, Sircon GR-n series (product name of Fuji Polymer Co., Ltd.) can be used.

【0056】ゲル状のシリコーングリスは、応力を加え
ることによって展伸するものの元の形状に戻るという復
元性を有さないため、熱伝導性材料膜としてシリコーン
グリス膜を使用した場合は、ペルチェモジュール40か
らの熱膨張や収縮等の熱応力により載置板31とペルチ
ェモジュール40との間(または冷却板34とペルチェ
モジュール40との間)のシリコーングリス膜にひび割
れが生じて空気が入り熱伝導性が低下するおそれがあ
る。しかし、シリコーンゲルシートであれば弾性力を有
するため、熱応力を受けても元の形状に復元する。この
ため、載置板31とペルチェモジュール40との間(ま
たは冷却板34とペルチェモジュール40との間)の接
合状態が安定しており、熱伝導性が低下するおそれがな
い。
Gel silicone grease expands by applying stress but does not have a restoring property of returning to its original shape. Therefore, when a silicone grease film is used as a heat conductive material film, a Peltier module is used. The silicone grease film between the mounting plate 31 and the Peltier module 40 (or between the cooling plate 34 and the Peltier module 40) is cracked due to thermal stress such as thermal expansion and contraction from the air 40, and air enters and heat conduction occurs. May be reduced. However, since the silicone gel sheet has an elastic force, even if it receives a thermal stress, it restores its original shape. Therefore, the joining state between the mounting plate 31 and the Peltier module 40 (or between the cooling plate 34 and the Peltier module 40) is stable, and there is no possibility that the thermal conductivity is reduced.

【0057】しかも、シリコーンゲルシートは電気的に
絶縁性があって安全であるとともにシリコーングリスよ
りも高い熱伝導率を有しており、詳細にはシリコーング
リスの熱伝導率が0.8〜0.9W/m・Kであり、シ
リコーンゲルシートの熱伝導率が7.9W/m・kであ
る。従って、熱伝導性材料膜としてシリコーンゲルシー
トを使用した方が熱伝導の効率も向上する。
Moreover, the silicone gel sheet is electrically insulative and safe, and has a higher thermal conductivity than silicone grease. Specifically, the silicone grease has a thermal conductivity of 0.8 to 0.5. 9 W / m · K, and the thermal conductivity of the silicone gel sheet is 7.9 W / m · k. Therefore, the use of the silicone gel sheet as the heat conductive material film improves the heat transfer efficiency.

【0058】また、上記各実施形態のペルチェモジュー
ルは、ペルチェ素子41を市松模様の配列パターンに従
って単位面積あたりの配置数が均等になるように配列し
ていたが、配列パターンはこれに限定されるものではな
く、単位面積あたりの配置数が均等になるような他の配
列パターン、例えばハニカム状の配列パターンを採用す
るようにしても良い。
Further, in the Peltier module of each of the above embodiments, the Peltier elements 41 are arranged according to the checkerboard pattern so that the number of arrangement per unit area is equal, but the arrangement pattern is limited to this. Instead, another arrangement pattern such that the number of arrangements per unit area becomes uniform, for example, a honeycomb-shaped arrangement pattern may be adopted.

【0059】また、本発明に係る冷却処理装置を組み込
んだ基板処理装置は図1に示すものに限定されず、処理
全体の目的や内容に応じて適宜図1とは異なる構成を採
用することができる。
Further, the substrate processing apparatus incorporating the cooling processing apparatus according to the present invention is not limited to the one shown in FIG. 1, and a configuration different from that of FIG. 1 may be appropriately adopted according to the purpose and contents of the whole processing. it can.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上、説明したように、請求項1の発明
によれば、ペルチェモジュールは、載置板と略同一の平
面形状を有し、その平面形状内における単位面積当たり
のペルチェ素子配置数を略均等にしているため、載置板
の厚さを薄くしてもその温度分布を均一にすることがで
き、その結果、冷却処理時の基板の温度均一性を維持で
きるとともに、高いスループットを得ることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the Peltier module has substantially the same planar shape as the mounting plate, and the Peltier element arrangement per unit area in the planar shape. Since the numbers are approximately equal, even if the thickness of the mounting plate is reduced, the temperature distribution can be made uniform. As a result, the temperature uniformity of the substrate during the cooling process can be maintained, and the high throughput can be achieved. Can be obtained.

【0061】また、請求項2の発明によれば、載置板が
ペルチェモジュールと熱伝導性材料膜を挟んで積層され
ているため、載置板からペルチェモジュールに向けた速
やかな熱伝導が可能となり、その結果、冷却処理効率が
高まってより高いスループットを得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, since the mounting plate is laminated with the Peltier module and the heat conductive material film interposed therebetween, rapid heat conduction from the mounting plate to the Peltier module is possible. As a result, the cooling processing efficiency is increased and higher throughput can be obtained.

【0062】また、請求項3の発明によれば、ペルチェ
モジュールが熱伝導性材料膜と接する端面を耐熱性絶縁
膜にて形成するとともに、当該端面を除く部分に配置し
た保持部材にペルチェ素子を保持させているため、耐熱
性絶縁膜の厚さを著しく薄くすることができ、耐熱性絶
縁膜が載置板からペルチェモジュールに向けた熱伝導を
阻害するおそれがなくなり、その結果、冷却処理効率が
さらに高まってより高いスループットを得ることができ
る。
According to the third aspect of the present invention, the end surface of the Peltier module in contact with the heat conductive material film is formed of a heat-resistant insulating film, and the Peltier element is mounted on the holding member disposed at a portion other than the end surface. As a result, the thickness of the heat-resistant insulating film can be significantly reduced, and the heat-resistant insulating film does not obstruct the heat conduction from the mounting plate to the Peltier module. Can be further increased to obtain higher throughput.

【0063】また、請求項4の発明によれば、熱伝導性
材料膜がシリコーンゲルシートであるため、ペルチェモ
ジュールからの熱応力に耐性があり、しかも熱伝導の効
率を高いものとすることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the heat conductive material film is a silicone gel sheet, it can withstand thermal stress from the Peltier module and can have high heat conduction efficiency. .

【0064】また、請求項5の発明によれば、ペルチェ
モジュールが複数に分割され、複数に分割されたペルチ
ェモジュールのそれぞれが異なる電力供給制御部に接続
されているため、複数のペルチェモジュールごとの個別
の制御を行って全体としての冷却処理効率を高め、より
高いスループットを得ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the Peltier module is divided into a plurality of parts, and each of the divided Peltier modules is connected to a different power supply control unit. By performing individual control, the cooling processing efficiency as a whole can be increased, and higher throughput can be obtained.

【0065】また、請求項6の発明によれば、ペルチェ
モジュールが載置板の中心部の下方に位置する円形領域
と載置板の周縁部の下方に位置するリング領域とに2分
割されているため、当該円形領域における冷却処理効率
を高くすれば、放熱効率の低い基板中心部も速やかに冷
却されることとなり、その結果全体としての冷却処理効
率が高まり、より高いスループットを得ることができ
る。
According to the invention of claim 6, the Peltier module is divided into a circular area located below the center of the mounting plate and a ring area located below the peripheral edge of the mounting plate. Therefore, if the cooling processing efficiency in the circular region is increased, the central portion of the substrate having low heat radiation efficiency is also quickly cooled, and as a result, the cooling processing efficiency as a whole is increased, and higher throughput can be obtained. .

【0066】また、請求項7の発明によれば、載置板の
下方に、載置板の全面にわたって均一な密度にてペルチ
ェ素子を配置しているため、請求項1の発明と同様の効
果を得ることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the Peltier elements are arranged under the mounting plate at a uniform density over the entire surface of the mounting plate. Can be obtained.

【0067】また、請求項8の発明によれば、基板処理
装置が請求項1から請求項7のいずれかに記載の冷却処
理装置を備えているため、請求項1から請求項7のいず
れかに記載の発明と同様の効果を得ることができる。
According to an eighth aspect of the present invention, the substrate processing apparatus includes the cooling processing apparatus according to any one of the first to seventh aspects. The same effect as the invention described in (1) can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】基板処理装置の全体構成の一例を示す斜視図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of an overall configuration of a substrate processing apparatus.

【図2】図1の基板処理装置の冷却処理ユニットの構成
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a cooling processing unit of the substrate processing apparatus of FIG. 1;

【図3】図2の冷却処理ユニットのクールプレートの構
成を示す側面断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view showing a configuration of a cool plate of the cooling processing unit of FIG. 2;

【図4】本実施形態のペルチェモジュールの構成を示す
側面図である。
FIG. 4 is a side view showing the configuration of the Peltier module of the embodiment.

【図5】図4のペルチェモジュールの内部構造を示す斜
視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing the internal structure of the Peltier module of FIG.

【図6】第2実施形態の冷却処理ユニットの要部を示す
平面図である。
FIG. 6 is a plan view illustrating a main part of a cooling processing unit according to a second embodiment.

【図7】図6の冷却処理ユニットのクールプレートの構
成を示す側面断面図である。
FIG. 7 is a side sectional view showing a configuration of a cool plate of the cooling processing unit of FIG. 6;

【図8】従来の冷却処理装置の要部を示す平面図であ
る。
FIG. 8 is a plan view showing a main part of a conventional cooling processing device.

【図9】図8の冷却処理装置に組み込まれた従来のペル
チェモジュールの構成を示す側面図である。
FIG. 9 is a side view showing a configuration of a conventional Peltier module incorporated in the cooling processing device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板処理装置 20 冷却処理ユニット 30 クールプレート 31 載置板 32,33 シリコーングリス膜 34 冷却板 37,65,75 電力供給制御部 38,62,72 温度センサ 40,61,71 ペルチェモジュール 41 ペルチェ素子 42 保持板 45 ポリイミドフィルム W 基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate processing apparatus 20 Cooling processing unit 30 Cool plate 31 Mounting plate 32, 33 Silicone grease film 34 Cooling plate 37, 65, 75 Power supply control unit 38, 62, 72 Temperature sensor 40, 61, 71 Peltier module 41 Peltier element 42 holding plate 45 polyimide film W substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹田 滋 京都市上京区堀川通寺之内上る4丁目天神 北町1番地の1 大日本スクリーン製造株 式会社内 (72)発明者 畑中 康男 京都市上京区堀川通寺之内上る4丁目天神 北町1番地の1 大日本スクリーン製造株 式会社内 (72)発明者 濱崎 大 京都市上京区堀川通寺之内上る4丁目天神 北町1番地の1 大日本スクリーン製造株 式会社内 Fターム(参考) 3L045 AA01 BA06 CA02 DA04 LA12 MA01 MA20 PA04 5F046 KA10  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shigeru Sasada 4-chome Tenjin Kitamachi 1-chome, Horikawa-dori Teranouchi, Kamigyo-ku, Kyoto Inside Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. (72) Inventor Yasuo Hatanaka Kamigyo, Kyoto-shi 1-4-1 Tenjin Kita-machi, Horikawa-dori-Terunouchi-ku, Tokyo Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. (72) Inventor Hamasaki Dai 4-chome Tenjin, Kita-machi, 1-chome, Tenjin-Kitacho, Kamigyo-ku, Kyoto-shi Dainippon F-term in the screen manufacturing company (reference) 3L045 AA01 BA06 CA02 DA04 LA12 MA01 MA20 PA04 5F046 KA10

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板を冷却する冷却処理装置であって、 上面に基板を載置する載置板と、 前記載置板と略同一の平面形状を有し、前記載置板の下
方に配置されたペルチェモジュールと、を備え、 前記ペルチェモジュールは、前記平面形状内における単
位面積当たりのペルチェ素子配置数を略均等にしたこと
を特徴とする冷却処理装置。
1. A cooling processing apparatus for cooling a substrate, comprising: a mounting plate on which an upper surface of the substrate is mounted; and a planar shape substantially the same as the mounting plate, and disposed below the mounting plate. And a Peltier module, wherein the number of Peltier elements arranged per unit area in the planar shape is substantially equalized.
【請求項2】 請求項1記載の冷却処理装置において、 前記載置板は、前記ペルチェモジュールと熱伝導性材料
膜を挟んで積層されていることを特徴とする冷却処理装
置。
2. The cooling processing apparatus according to claim 1, wherein the mounting plate is stacked on the Peltier module with a thermally conductive material film interposed therebetween.
【請求項3】 請求項2記載の冷却処理装置において、 前記ペルチェモジュールは、前記熱伝導性材料膜と接す
る端面を耐熱性絶縁膜にて形成するとともに、当該端面
を除く部分に配置した保持部材にペルチェ素子を保持さ
せていることを特徴とする冷却処理装置。
3. The cooling device according to claim 2, wherein the Peltier module has an end surface that is in contact with the thermally conductive material film formed of a heat-resistant insulating film and is disposed at a portion other than the end surface. A cooling processing device characterized by holding a Peltier element in the cooling device.
【請求項4】 請求項2または請求項3に記載の冷却処
理装置において、 前記熱伝導性材料膜はシリコーンゲルシートであること
を特徴とする冷却処理装置。
4. The cooling processing apparatus according to claim 2, wherein the heat conductive material film is a silicone gel sheet.
【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
の冷却処理装置において、 前記ペルチェモジュールは複数に分割され、 前記複数に分割されたペルチェモジュールのそれぞれ
は、異なる電力供給制御部に接続されていることを特徴
とする冷却処理装置。
5. The cooling processing device according to claim 1, wherein the Peltier module is divided into a plurality of Peltier modules, and each of the divided Peltier modules is provided to a different power supply control unit. A cooling processing device being connected.
【請求項6】 請求項5記載の冷却処理装置において、 前記載置板は円形の平板であり、 前記ペルチェモジュールは、前記載置板の中心部の下方
に位置する円形領域と前記載置板の周縁部の下方に位置
するリング領域とに2分割されていることを特徴とする
冷却処理装置。
6. The cooling processing apparatus according to claim 5, wherein the placing plate is a circular flat plate, and wherein the Peltier module includes a circular region located below a center of the placing plate and the placing plate. And a ring region located below a peripheral portion of the cooling device.
【請求項7】 基板を冷却する冷却処理装置であって、 上面に基板を載置する載置板と、 前記載置板の下方に、前記載置板の全面にわたって均一
な密度にて配置したペルチェ素子と、を備えることを特
徴とする冷却処理装置。
7. A cooling apparatus for cooling a substrate, comprising: a mounting plate on which a substrate is mounted on an upper surface; and a uniform density over the entire surface of the mounting plate below the mounting plate. And a Peltier device.
【請求項8】 基板に所定の処理を行う基板処理装置で
あって、 請求項1から請求項7のいずれかに記載の冷却処理装置
を備えることを特徴とする基板処理装置。
8. A substrate processing apparatus for performing a predetermined process on a substrate, comprising the cooling processing apparatus according to claim 1. Description:
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