JP2002270484A

JP2002270484A - 冷却処理装置及び冷却処理方法

Info

Publication number: JP2002270484A
Application number: JP2001063613A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Sekimoto; 栄一磧本; Hiroyuki Kudo; 裕幸工藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-20

Abstract

(57)【要約】【課題】高温のウェハをより高速に冷却し，ウェハの
温度をより早く安定させる。【解決手段】クーリング装置４３内に，ウェハＷを載
置し冷却する冷却板６０と，冷却板６０と共に処理室Ｓ
を形成する蓋体６６を設ける。蓋体６６の内部には，恒
温水が流通する管路６８を設け，蓋体６６を低温度に調
節できるようにする。蓋体６６を昇降機構６７によって
支持し，上下に移動可能にする。蓋体６６の内周は冷却
板６０の外周よりも大きい。ウェハＷが冷却板６０上に
載置され，冷却される際に，蓋体６６を下降させて，処
理室Ｓを形成すると共に，低温の蓋体６０をウェハＷに
近づけて，ウェハＷの冷却を促進させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，基板の冷却処理装
置及び冷却処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造におけるフォトリ
ソグラフィー工程では，ウェハ上に塗布されたレジスト
液内の溶剤を蒸発させる加熱処理（プリベーキング），
パターンの露光を行った後に行われる加熱処理（ポスト
エクスポージャーベーキング），現像処理後に行われる
加熱処理（ポストベーキング）等の種々の加熱処理が行
われており，当該各加熱処理の後には，ウェハを所定の
温度，例えば常温まで冷却させる冷却処理が行われてい
る。

【０００３】これらの冷却処理は，通常冷却処理装置に
おいて行われており，冷却処理装置は，例えばウェハを
載置して冷却する冷却板と，冷却板を覆い，処理室を形
成する蓋体とを有している。そして，ウェハの冷却処理
は，当該処理室内において，所定温度に維持された冷却
板上にウェハを載置し，所定時間冷却することによって
行われている。

【０００４】ところで，ウェハの冷却処理は，ウェハの
塗布膜内で起こっている化学的な反応を停止させたり，
ウェハの熱履歴を制御するためのものであるため，でき
る限り早くウェハを所定温度に冷却し，安定させること
が必要となる。しかしながら，実際には，冷却前の高温
のウェハから放射される輻射熱等によって，ウェハの周
辺雰囲気やウェハの周辺部材の温度が上昇されてしま
い，当該周辺雰囲気の温度等によって，ウェハの冷却速
度が遅くなっていた。このため，ウェハが所定の温度に
冷却され，安定されるまでには，相当な時間を要してい
た。かかる弊害を緩和するものとして，特開平６―２４
４０９５号公報では，冷却板の上方となる箇所に副冷却
手段を設けて，ウェハの冷却・安定を促進させる基板冷
却装置が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，近年の
技術進歩，高度化に伴い，ウェハパターンの微細化，高
精度化が進み，冷却処理においてもより高精度な温度制
御が必要になってきている。このため，冷却処理におい
てウェハをより高速に冷却し，より早く冷却温度に安定
させることが必要となるが，上述の公開された基板冷却
装置だけでは，もはやその要請に十分に答えることはで
きなくなっている。

【０００６】本発明は，かかる点に鑑みてなされたもの
であり，ウェハ等の基板をより高速に冷却し，基板温度
をより早く安定させることのできる冷却処理装置と当該
冷却処理装置を用いた冷却処理方法を提供することをそ
の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば，基板を冷却する冷却処理装置であって，基板を載置
して冷却する冷却板と，前記冷却板上の基板を覆い，処
理室を形成する下面側が開口した蓋体と，前記蓋体を所
定温度に冷却するための蓋体冷却部材と，前記蓋体を昇
降可能とする昇降機構とを有することを特徴とする冷却
処理装置が提供される。

【０００８】請求項１によれば，蓋体冷却部材によって
蓋体を所定の温度に冷却し，基板が冷却板上に載置され
た際に，昇降機構によって当該蓋体を下降させることが
できる。これによって，低温の蓋体を基板に近づけるこ
とができるので，基板の冷却が促進され，より早く基板
を安定させることができる。

【０００９】かかる請求項１において，請求項２のよう
に前記蓋体の内周が，前記冷却板の外周よりも大きい形
態を有するようにしてもよい。このように，蓋体の内周
を冷却板の外周よりも大きくすることによって，蓋体を
下降させて，処理室内の容積を減少させることができ
る。これによって，基板温度に影響を与える処理室内の
雰囲気をより迅速に冷却し，基板をより早く冷却するこ
とができる。

【００１０】請求項３の発明によれば，基板を冷却する
冷却処理装置であって，基板を載置して冷却する冷却板
と，前記冷却板上の基板の側方及び上方を覆い，処理室
を形成する蓋体と，前記蓋体を所定温度に冷却するため
の蓋体冷却部材とを有し，前記蓋体の側面には，基板を
前記処理室に搬入出するための搬送口が一箇所に設けら
れていることを特徴とする冷却処理装置が提供される。

【００１１】請求項３の冷却処理装置にあっては，一の
搬送口以外の部分が仕切られた蓋体によって処理室が形
成され，当該処理室内で基板の冷却処理が行われるの
で，温度の異なる気流が処理室内に進入し，冷却時の基
板に接触することが抑制できる。したがって，基板が処
理室外の雰囲気温度に影響されず，より迅速に基板を冷
却し，安定させることができる。

【００１２】請求項４の発明によれば，基板を冷却する
冷却処理装置であって，基板を載置して冷却する冷却板
と，前記冷却板上の基板を覆い，処理室を形成する蓋体
と，前記蓋体を所定温度に冷却するための蓋体冷却部材
とを有し，少なくとも前記蓋体の内側は，熱吸収効率の
良好な色を有する物体を有することを特徴とする冷却処
理装置が提供される。なお，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。

【００１３】請求項４によれば，少なくとも蓋体の内側
に熱吸収効率の良好な色を有する物体を設けるようにし
たので，冷却前の基板等からの輻射熱を効果的に吸収す
ることができる。また，当該吸収した輻射熱は，結果的
に蓋体冷却部材によって排熱されることになる。したが
って，冷却前の高温の基板等からの輻射熱が蓋体に蓄熱
され，当該輻射熱によって基板の冷却を妨げることが無
くなり，基板をより高速に冷却し，基板をより早く所定
温度に安定させることができる。なお，熱吸収効率の良
好な熱吸収効率が良好な色については，前記物体に塗料
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。また，前記物体
は，蓋体の内側だけでなく，蓋体の外側や蓋体全体にも
設けるようにしてもよい。

【００１４】かかる前記熱吸収効率の良好な色は，例え
ば請求項５のように実質的にＪＩＳ明度０〜４Ｖの明度
を有する色が提案できる。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。

【００１５】請求項６の発明によれば，基板を冷却する
冷却処理装置であって，基板を載置して冷却する冷却板
と，前記冷却板上の基板を覆い，処理室を形成する蓋体
と，前記蓋体を所定温度に冷却するための蓋体冷却部材
とを有し，少なくとも前記蓋体の内側は，粗面に形成さ
れていることを特徴とする冷却処理装置が提供される。

【００１６】請求項６によれば，少なくとも蓋体の内側
が粗面に形成されるので，冷却前の基板等からの輻射熱
の反射を抑えて，熱の吸収効率を向上させることができ
る。このため，処理室内の熱をより多く吸収し，蓋体冷
却部材によって廃熱することができるので，基板の冷却
がより促進され，基板をより早く安定させることができ
る。なお，蓋体の内側に加え，蓋体の外側も粗面に形成
するようにしてもよい。

【００１７】上述した請求項１〜３の各冷却処理装置に
おいて，請求項７のように少なくとも前記蓋体の内側
が，熱吸収効率の良好な色を有する物体を有するように
してもよい。このように，上述した請求項１〜３のの各
冷却処理装置の構成に加え，蓋体に熱吸収効率の良好な
色を有する物体を設けることによって，請求項４で記載
したように基板の冷却を遅延させる処理室内の熱を蓋体
がより多く吸収し，基板の冷却がさらに促進され，基板
温度をより早く安定させることができる。

【００１８】また，かかる請求項７の熱吸収効率の良好
な色は，請求項８のように実質的にＪＩＳ明度０〜４Ｖ
の明度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。

【００１９】かかる請求項１，２，３，７又は８の冷却
処理装置において，請求項９のように少なくとも前記蓋
体の内側が，粗面に形成されていてもよい。請求項１，
２，３，７又は８に記載した各冷却処理装置の構成に加
え，蓋体の内側を粗面に形成するようにしたので，請求
項６で記載したように蓋体の熱吸収効率が向上し，基板
の冷却がさらに促進され，より早く基板温度を安定させ
ることができる。

【００２０】以上で記載した請求項１〜９の各冷却処理
装置において，請求項１０のように前記蓋体冷却部材
が，前記蓋体内部に設けられ，温度調節された流体を流
通させる管路を有するようにしてもよい。また，請求項
１〜１０の各冷却処理装置において，請求項１１のよう
に前記蓋体冷却部材が，電子冷熱素子を有するようにし
てもよい。これらの蓋体冷却部材によって，蓋体が適切
な温度に冷却され，基板の冷却を促進し，基板温度をよ
り早く安定させることが可能となる。なお前記管路に流
通させる流体は，気体であってもよいし，液体であって
もよい。

【００２１】請求項１２の発明によれば，請求項１に記
載の冷却処理装置を用いた冷却処理方法であって，前記
蓋体を所定温度に冷却する工程と，当該蓋体を下降させ
て，前記基板に近づける工程とを有することを特徴とす
る冷却処理方法が提供される。このように，所定の低温
度に冷却された蓋体を基板に近づけることによって，基
板の冷却が促進され，基板温度が安定するまでの時間を
短縮することができる。なお，前記蓋体の所定温度は，
基板の冷却処理温度であってもよいし，前記冷却処理温
度よりも低い温度であってもよい。

【００２２】

【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。図１は，本発明にかかる冷却処理
装置を有する塗布現像処理システム１の平面図であり，
図２は，塗布現像処理システム１の正面図であり，図３
は，塗布現像処理システム１の背面図である。

【００２３】塗布現像処理システム１は，図１に示すよ
うに，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部か
ら塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセ
ットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットス
テーション２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定
の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステ
ーション３と，この処理ステーション３に隣接して設け
られている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け
渡しをするインターフェイス部４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２では，載置部とな
るカセット載置台５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）に一列に載置自在とな
っている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）と
カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ
方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が
搬送路８に沿って移動自在に設けられており，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】ウェハ搬送体７は，ウェハＷの位置合わせ
を行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送
体７は後述するように処理ステーション３側の第３の処
理装置群G３に属するエクステンション装置３２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３では，その中心部に主
搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の
周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を
構成している。該塗布現像処理システム１においては，
４つの処理装置群G1，G2，G3，G4が配置されており，第
１及び第２の処理装置群G1，G2は塗布現像処理システム
１の正面側に配置され，第３の処理装置群G3は，カセッ
トステーション２に隣接して配置され，第４の処理装置
群G4は，インターフェイス部４に隣接して配置されてい
る。さらにオプションとして破線で示した第５の処理装
置群G5を背面側に別途配置可能となっている。前記主搬
送装置１３は，これらの処理装置群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，
Ｇ４，Ｇ５に配置されている後述する各種処理装置に対
して，ウェハＷを搬入出可能である。なお，処理装置群
の数や配置は，ウェハＷに施される処理の種類によって
異なり，処理装置群の数は，１以上であれば任意に選択
可能である。

【００２７】第１の処理装置群G1では，例えば図２に示
すように，ウェハＷにレジスト液を塗布するレジスト塗
布装置１７と，露光後のウェハＷを現像処理する現像処
理装置１８とが下から順に２段に配置されている。処理
装置群G2の場合も同様に，レジスト塗布装置１９と，現
像処理装置２０とが下から順に２段に積み重ねられてい
る。

【００２８】第３の処理装置群G3は，図３に示すように
略直方体形状のケーシング２５を有しており，ケーシン
グ２５内には，複数の処理装置を多段に配置できるよう
になっている。当該ケーシング２５内には，例えばウェ
ハＷを所定温度に冷却するクーリング装置３０，レジス
ト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョ
ン装置３１，ウェハＷを待機させるエクステンション装
置３２，レジスト液中の溶剤を乾燥させるプリベーキン
グ装置３３，３４及び現像処理後の加熱処理を施すポス
トベーキング装置３５，３６等が下から順に例えば７段
に重ねられている。

【００２９】第４の処理装置群G4は，第３の処理装置群
G3と同様に略直方体形状のケーシング３８を有してお
り，ケーシング３８内には，例えばクーリング装置４
０，載置したウェハＷを自然冷却させるエクステンショ
ン・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，
本実施の形態にかかる冷却処理装置としてのクーリング
装置４３，露光後のウェハＷを加熱処理するポストエク
スポージャーベーキング装置４４，４５，ポストベーキ
ング装置４６，４７等が下から順に例えば８段に積み重
ねられている。

【００３０】インターフェイス部４の中央部にはウェハ
搬送体５０が設けられている。このウェハ搬送体５０は
Ｘ方向（図１中の上下方向），Ｚ方向（垂直方向）の移
動とθ方向（Ｚ軸を中心とする回転方向）の回転が自在
にできるように構成されており，第４の処理装置群G4に
属するエクステンション・クーリング装置４１，エクス
テンション装置４２，周辺露光装置５１及び図示しない
露光装置に対してアクセスして，各々に対してウェハＷ
を搬送できるように構成されている。

【００３１】次に上述したクーリング装置４３の構成に
ついて説明する。図４に示すように，クーリング装置４
３は，後述するクーリング装置４３の各構成部材を収容
するケース４３ａを有している。ケース４３ａの中央部
には，厚みのある円盤状に形成された冷却板６０が設け
られており，この冷却板６０上にウェハＷを載置して，
冷却できるようになっている。冷却板６０の材質には，
熱伝導性の優れたセラミックである例えば炭化ケイ素や
窒化アルミニウムが用いられている。冷却板６０には，
冷却板６０を所定温度に冷却するための冷却熱源とな
る，例えばペルチェ素子６１が内蔵されており，ペルチ
ェ素子６１は，温度制御装置６２によって制御されてい
る。例えば，冷却板６０の温度は，温度制御装置６２に
よってペルチェ素子６１にかかる電圧を制御することに
よって，所定の温度に維持できるようになっている。

【００３２】冷却板６０の下方には，ウェハＷを搬入出
する際にウェハＷを支持し，昇降させるための昇降ピン
６３が設けられている。昇降ピン６３には，例えばモー
タやシリンダ等を有する駆動機構６４が取り付けられて
おり，昇降ピン６３を所定のタイミングで上下方向に移
動できるようになっている。また，冷却板６０の中央付
近には，冷却板６０を鉛直方向に貫通する孔６５が設け
られており，昇降ピン６３がこの孔６５内を上下方向に
移動して，冷却板６０上方に突出できるようになってい
る。

【００３３】冷却板６０の上方には，冷却板６０と共に
処理室Ｓを形成する蓋体６６が設けられている。蓋体６
６は，下面側が開口した略筒状に形成されており，蓋体
６６の内周が冷却板６０の外周よりも大きくなるように
形成されている。また，蓋体６６は，モータやシリンダ
等を有する昇降機構６７によって上下に移動自在に構成
されている。これによって，蓋体６６が下降し，蓋体６
６が冷却板６０の外周を包囲することによって処理室Ｓ
が形成され，蓋体６６をさらに下降させることによっ
て，蓋体６６をウェハＷに近づけることができるように
なっている。

【００３４】蓋体６６の上部６６ａは，閉口しており，
厚みのある円盤状に形成されている。当該上部６６ａに
は，所定温度に制御された，例えば恒温水を流通させる
蓋体冷却部材としての管路６８が設けられている。管路
６８は，図５に示すように上部６６ａの一端から上部６
６ａ内に入り，上部６６ａ内を蛇行しながら進んで，上
部６６ａの他端から抜けるように設けられており，この
管路６８内を流通する流体，例えば恒温水によって蓋体
６６全体を均一に冷却することができるようになってい
る。また，管路６８は，例えば外部に設置された恒温水
供給源６９を経由する循環経路を形成している。恒温水
供給源６９は，恒温水の温度を調節する温度調節機能を
有している。これによって，当該恒温水供給源６９で所
定の温度に温調された恒温水は，蓋体６６内に供給さ
れ，蓋体６６を通過した恒温水は，恒温水供給源６９に
戻され，温調された後，再び蓋体６６内に供給できるよ
うになっている。

【００３５】また，蓋体６６の内側表面には，図６に示
すように黒色の塗料が塗装されており，処理室Ｓ内の輻
射熱に対する熱吸収効率が向上されている。

【００３６】ケース４３ａには，ケース４３ａの上面を
覆う環状のケースカバー７０が設けられている。ケース
カバー７０の開口部７０ａには，当該ケースカバー７０
と冷却板６０とが同じ高さになるように設けられてい
る。ケースカバー７０と冷却板６０との間には，隙間が
設けられており，当該隙間を蓋体６６が通過できるよう
になっている。ケースカバー７０によって，冷却板６０
下方に位置する昇降ピン６３，駆動機構６４及び昇降機
構６７と，冷却板６０上方に位置する処理室Ｓとが仕切
られ，昇降ピン６３等から発生する塵埃等の不純物が処
理室Ｓ内に進入しないようになっている。

【００３７】また，冷却板６０の下方であって，ケース
４３ａの側面には，排気口７１が設けられており，冷却
処理中にケース４３ａ内の雰囲気を排気し，昇降ピン６
３等から発生した不純物を排気できるようになってい
る。

【００３８】次に，以上のように構成されているクーリ
ング装置４３の作用について，塗布現像処理システム１
で行われるフォトリソグラフィー工程のプロセスと共に
説明する。

【００３９】先ず，ウェハ搬送体７がカセットＣから未
処理のウェハＷを１枚取りだし，第３の処理装置群G3に
属するアドヒージョン装置３１に搬入する。このアドヒ
ージョン装置３１において，レジスト液との密着性を向
上させるHMDSなどの密着強化剤を塗布されたウェハＷ
は，主搬送装置１３によって，クーリング装置３０に搬
送され，所定の温度に冷却される。その後，ウェハＷは
レジスト塗布装置１７又１９に搬送され，ウェハＷ上に
レジスト液が塗布される。そして，表面にレジスト膜が
形成されたウェハＷは，プリベーキング装置３３又は３
４に搬送されて，加熱処理され，次にエクステンション
・クーリング装置４１に搬送されて，冷却処理される。

【００４０】次いでウェハＷはエクステンション・クー
リング装置４１からウェハ搬送体５０によって取り出さ
れ，その後，周辺露光装置５１を経て露光装置（図示せ
ず）に搬送され，ウェハＷ上に所定のパターンが露光さ
れる。露光処理の終了したウェハＷは，ウェハ搬送体５
０によりエクステンション装置４２に搬送され，その
後，主搬送装置１３によってポストエクスポージャーベ
ーキング装置４４又は４５に搬送される。

【００４１】このポストエクスポージャーベーキング装
置４４又は４５では，ウェハＷが加熱され，例えば露光
によってレジスト膜内に発生した触媒としての酸が活性
化され，レジスト膜を現像液に対して可溶にする化学反
応が促進される。そして，当該加熱処理が終了したウェ
ハは，直ちにクーリング装置４３に搬送されて，前記酸
の触媒作用を停止させるための冷却処理が行われる。

【００４２】その後，冷却処理が終了したウェハＷは，
主搬送装置１３によって現像処理装置１８又は２０，ポ
ストベーキング装置３５，３６，４６又は４７，クーリ
ング装置３０と順次搬送され，各装置において所定の処
理が施される。その後，ウェハＷは，エクステンション
装置３２を介して，ウェハ搬送体７によってカセットＣ
に戻され，一連の所定の塗布現像処理が終了する。

【００４３】次に上述したクーリング装置４３の作用に
ついて詳しく説明する。クーリング装置４３内では，所
定温度，例えばウェハＷの冷却温度と同じ２３℃に温度
調節された恒温水が恒温水供給源７９から上部６６ａ内
に供給され，蓋体６６の温度が２３℃に維持される。ま
た，冷却板６０は，温度制御装置６２によって，ウェハ
Ｗの冷却温度，例えば２３℃に維持される。さらに，排
気口７１からの排気が開始され，ケース４３ａ内がパー
ジされる。

【００４４】そして，前工程である露光後の加熱処理が
終了すると，当該加熱処理で例えば１００℃に加熱され
たウェハＷが，主搬送装置１３によってクーリング装置
４３内に搬入される。そして，ウェハＷは主搬送装置１
３によって冷却板６０上方まで搬送され，予め上昇して
待機していた昇降ピン６３に受け渡される。

【００４５】次いで，ウェハＷは駆動機構６４によって
昇降ピン６３と共に下降され，冷却板６０上に載置され
て，ウェハＷの冷却処理が開始される。このとき，蓋体
６６も昇降機構６７によって，例えば昇降ピン６３の下
降に同期して下降される。このとき，例えば昇降ピン６
３に支持されたウェハＷに非接触な近傍まで蓋体６６を
一旦下降させ，蓋体６６の内側上面である冷却面による
冷却効果を与えつつ，その後に同期させて下降させても
よい。そして，図７に示すように蓋体６６が冷却板６０
の外周を包囲して，処理室Ｓが形成されると共に，低温
の蓋体６６がウェハＷに近づけられる。例えばウェハＷ
表面と蓋体６６裏面との離隔距離は，接触しなければよ
い距離である。かかる状態で，ウェハＷが高速で冷却さ
れ，ウェハＷの温度が２３℃に安定される。

【００４６】そして，ウェハＷが２３℃に冷却される
と，蓋体６６が再び上昇されて，処理室Ｓが開放され
る。次いで，昇降ピン６３によってウェハＷが上昇さ
れ，クーリング装置４３内に進入した主搬送装置１３に
ウェハＷが受け渡される。そして，ウェハＷがクーリン
グ装置４３外に搬出されて一連の冷却処理が終了する。

【００４７】以上の実施の形態では，蓋体６６の内周を
冷却板６０の外周よりも大きく形成し，所定温度に冷却
可能な蓋体６６を上下に移動可能にしたため，ウェハＷ
の冷却時に低温の上部６６ａをウェハＷに近づけること
ができる。これによって，加熱処理されたウェハＷから
発生する熱雰囲気によるクーリング装置４３内の熱対流
を，処理室Ｓの容積を小さくすることで抑制し，さらに
蓋体６６の上部６６ａの冷却面により熱雰囲気が冷却さ
れることで，ウェハＷの例えば１００℃から２３℃への
冷却がより高速で行われる。また，処理室Ｓの容積が小
さくなり，かつウェハＷの全周囲を冷却できるので，他
からの熱の影響を受けず，ウェハＷ温度がより早く２３
℃に安定する。

【００４８】また，恒温水の流通された蓋体６６の内側
に黒色の塗料と塗装したため，蓋体６６がウェハＷから
の輻射熱の吸収効率が良く，当該輻射熱を恒温水によっ
て廃熱することができる。したがって，ウェハＷの冷却
が促進され，より早くウェハＷ温度を安定させることが
できる。

【００４９】以上の実施の形態では，蓋体６６内部に恒
温水が流通する管路６８を設けて，蓋体を冷却するよう
にしていたが，管路６８の代わりに又はそれに加えて電
子冷熱素子としてのペルチェ素子を設けるようにしても
よい。このような場合，例えば図８に示すように上部６
６ａ内に複数のペルチェ素子８０を偏り無く配置するこ
とが好ましい。こうすることによって，蓋体６６全体を
均一な温度に冷却することができる。

【００５０】また，前記実施の形態では，蓋体６６の内
側に熱吸収効率の高い黒色の塗料を塗装したが，その代
わりに又はそれに加えて蓋体６６の内側表面を粗面に形
成するようにしてもよい。例えば，図９に示すように蓋
体６６の内側に凹凸を形成する。これによって，蓋体６
６の表面積が増大されるため，ウェハＷ等からの輻射熱
の吸収率が向上し，処理室Ｓ内の熱がより多く吸収さ
れ，ウェハＷの冷却が促進される。また，蓋体６６の冷
却面の表面積も増えるので冷却効果が一層高まる。

【００５１】なお，前記実施の形態で蓋体６６の内側に
塗装した色は黒色であったが，これに限らず，例えばＪ
ＩＳ明度０〜４Ｖの明度を有する暗色として，濃い茶
色，緑，青等の各種の色を使用してもよい。

【００５２】以上の実施の形態では，上下動可能な蓋体
６６を用いていたが，ウェハＷの搬送口を有し，上下動
しない固定型の蓋体を用いるようにしてもよい。このよ
うな場合，例えば図１０に示すように冷却板６０上に載
置されたウェハＷの側方及び上方を覆う略筒状の蓋体９
０を冷却板６０に固定して設ける。蓋体９０の主搬送装
置１３側の側面には，ウェハＷを搬送するための搬送口
９１を設ける。搬送口９１には，当該搬送口９１を開閉
自在とするシャッタ９２を設け，処理室Ｓ内の雰囲気と
処理室Ｓ外の雰囲気を遮断できるようになっている。ま
た，蓋体９０は，上述した蓋体６６と同様に，例えば恒
温水が流れる管路６８を有しており，蓋体９０の内側
は，黒色に塗装されている。

【００５３】ウェハＷが処理される際には，先ず，シャ
ッタ９２が開放され，ウェハＷが処理室Ｓ内に搬入さ
れ，冷却板６０上に載置される。ウェハＷが処理室Ｓ内
に搬送され終わると，シャッタ９２が閉鎖される。そし
て，上述した実施の形態と同様に冷却板６０によって，
ウェハＷが冷却され，蓋体９０によってウェハＷの冷却
が促進される。その後，ウェハＷが所定の温度に達し，
冷却が終了すると，再びシャッタ９２が開放され，ウェ
ハＷが処理室Ｓ内から搬出される。このクーリング装置
４３によれば，処理室Ｓ内に，例えば処理ステーション
３内の気流が流入することが抑制され，それに伴う熱の
流入も抑制できる。このため，処理室Ｓ内のウェハＷが
他からの熱の影響を受けず，より迅速に冷却され，より
早く安定される。また，蓋体９０が冷却板６０に固定さ
れるため，蓋体９０と冷却板６０との間の温度勾配が抑
制され，処理室Ｓ内全体を安定した温度に維持すること
ができる。

【００５４】なお，蓋体９０の内周を冷却板６０の外周
よりも大きく形成し，蓋体９０をケースカバー７０やケ
ース４３ａに固定して設けるようにしてもよい。

【００５５】前記実施の形態では，蓋体６６の温度をウ
ェハＷの冷却処理温度と同じ２３℃に維持していたが，
冷却処理温度より低い温度に維持して，ウェハＷの冷却
をより促進させるようにしてもよい。

【００５６】以上の実施の形態にかかる冷却処理装置
は，クーリング装置４３に適用した例であったが，他の
冷却処理装置，例えばクーリング装置３０，４０，エク
ステンション・クーリング装置４１においても応用でき
る。

【００５７】また，以上で説明した実施の形態は，半導
体ウェハデバイス製造プロセスのフォトリソグラフィー
工程におけるウェハの冷却処理装置に適用した例であっ
たが，本発明は半導体ウェハ以外の基板，例えばＬＣＤ
の冷却処理装置においても応用できる。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば，基板の冷却の高速化が
図られ，基板をより早く所定の温度にまで冷却して安定
させることができるので，より高精度の冷却処理が可能
となり，歩留まりの向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかるクーリング装置を有する
塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図であ
る。

【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。

【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。

【図４】本実施の形態にかかるクーリング装置の縦断面
の説明図である。

【図５】管路の配置例を示す蓋体の平面からの説明図で
ある。

【図６】蓋体を斜め下から見た斜視図である。

【図７】蓋体が下降した状態を示すクーリング装置の縦
断面の説明図である。

【図８】ペルチェ素子の配置例を示す蓋体の平面からの
説明図である。

【図９】蓋体内側に凹凸を設けた場合の蓋体の縦断面の
説明図である。

【図１０】構成の異なる蓋体を有するクーリング装置の
縦断面の説明図である。

【符号の説明】

１塗布現像処理システム４３クーリング装置６０冷却板６６蓋体６６ａ上部６７昇降機構６８管路Ｓ処理室Ｗウェハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を冷却する冷却処理装置であって，
基板を載置して冷却する冷却板と，前記冷却板上の基板
を覆い処理室を形成する下面側が開口した蓋体と，前記
蓋体を所定温度に冷却するための蓋体冷却部材と，前記
蓋体を昇降可能とする昇降機構とを有することを特徴と
する，冷却処理装置。
【請求項２】前記蓋体の内周は，前記冷却板の外周よ
りも大きい形態を有していることを特徴とする，請求項
１に記載の冷却処理装置。
【請求項３】基板を冷却する冷却処理装置であって，
基板を載置して冷却する冷却板と，前記冷却板上の基板
の側方及び上方を覆い，処理室を形成する蓋体と，前記
蓋体を所定温度に冷却するための蓋体冷却部材とを有
し，前記蓋体の側面には，基板を前記処理室に搬入出す
るための搬送口が一箇所に設けられていることを特徴と
する，冷却処理装置。
【請求項４】基板を冷却する冷却処理装置であって，
基板を載置して冷却する冷却板と，前記冷却板上の基板
を覆い，処理室を形成する蓋体と，前記蓋体を所定温度
に冷却するための蓋体冷却部材とを有し，少なくとも前
記蓋体の内側は，熱吸収効率の良好な色を有する物体を
有することを特徴とする，冷却処理装置。
【請求項５】前記熱吸収効率の良好な色は，実質的に
ＪＩＳ明度０〜４Ｖの明度を有する色であることを特徴
とする，請求項４に記載の冷却処理装置。
【請求項６】基板を冷却する冷却処理装置であって，
基板を載置して冷却する冷却板と，前記冷却板上の基板
を覆い，処理室を形成する蓋体と，前記蓋体を所定温度
に冷却するための蓋体冷却部材とを有し，少なくとも前
記蓋体の内側は，粗面に形成されていることを特徴とす
る，冷却処理装置。
【請求項７】少なくとも前記蓋体の内側は，熱吸収効
率の良好な色を有する物体を有することを特徴とする，
請求項１，２又は３のいずれかに記載の冷却処理装置。
【請求項８】前記熱吸収効率の良好な色は，実質的に
ＪＩＳ明度０〜４Ｖの明度を有する色であることを特徴
とする，請求項７に記載の冷却処理装置。
【請求項９】少なくとも前記蓋体の内側は，粗面に形
成されていることを特徴とする，請求項１，２，３，７
又は８のいずれかに記載の冷却処理装置。
【請求項１０】前記蓋体冷却部材は，前記蓋体内部に
設けられ，温度調節された流体を流通させる管路を有す
ることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，
７，８又は９のいずれかに記載の冷却処理装置。
【請求項１１】前記蓋体冷却部材は，電子冷熱素子を
有することを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，
６，７，８，９又は１０のいずれかに記載の冷却処理装
置。
【請求項１２】請求項１に記載の冷却処理装置を用い
た冷却処理方法であって，前記蓋体を所定温度に冷却す
る工程と，当該蓋体を下降させて，前記基板に近づける
工程とを有することを特徴とする，冷却処理方法。