JP2006210400A - 冷却処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウェハの冷却時の反りを防止する。
【解決手段】 冷却処理装置４０に，ウェハＷの反りを測定するレーザ変位計８０が設けられる。冷却板６０の表面には，気体の吹き出しと吸引を選択的に行うことができる複数の吹き出し・吸引口が形成される。冷却板６０の表面には，ウェハＷの中央部に対応する位置に第１の吹出し・吸引口７０が形成され，ウェハＷの外周部に対応する位置に第２の吹出し・吸引口７１が形成される。装置制御部９０は，レーザ変位計８０によるウェハＷの反りの測定結果に基づいて，第１の吹き出し・吸引口７０と第２の吹き出し・吸引口７１の吹き出し又は吸引を選択し，吹き出しによる押圧力又は吸引力により，冷却板６０で冷却されるウェハＷを平坦に維持する。
【選択図】 図４

Description

本発明は，基板の冷却処理装置に関する。

半導体デバイスの製造プロセスにおける例えばSOD（Spin on Dielectric）膜などの層間絶縁膜の形成工程では，例えばウェハ上に塗布された塗布液中の溶剤を蒸発させる加熱処理の後や，ウェハ上に形成された塗布膜を硬化させる加熱処理の後に，ウェハを所定温度まで冷却する冷却処理が行われている。

上記冷却処理は，通常，冷却処理装置で行われ，所定の冷却温度に維持された冷却板上にウェハを載置することによって行われている。しかしながら，上述の冷却処理は，例えば３００℃程度の高温に加熱されたウェハを急激に冷やすため，冷却時に，ウェハに反りが発生する。

ウェハに反りが発生すると，例えばウェハ面内の温度に斑が生じ，ウェハ面内に均質な絶縁膜が形成されない。また，ウェハや塗布膜にストレスが掛かり，塗布膜にひび割れが生じたり，塗布膜の膜質の低下を招く恐れがある。さらに，ウェハが反ることによって，ウェハと搬送アームの可動領域との間隔が狭くなり，干渉するなどの搬送トラブルが生じる恐れがある。

そこで，従来は，冷却時のウェハの反りを抑制するために，基板の上面側に冷却気体を供給する方法が提案されている（例えば，特許文献１参照。）。しかしながら，実際のところ，基板の上面側に冷却気体を供給しただけでは，ウェハの反りを十分に解消することができなかった。ウェハが大口径化し，回路パターンの微細化が進んでいる近年においては，ウェハの僅かな反りが，最終的なデバイスの品質に大きな影響を与えることになる。

特開平１１-３２９９２２号公報

本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，ウェハなどの基板の冷却時の反りを十分に解消できる冷却処理装置を提供することをその目的とする。

上記目的を達成する本発明は，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，前記冷却板上に載置された基板の反りを測定する反り測定部と，前記冷却板の表面の複数個所に形成され，冷却板上の基板に対する吹き出しと吸引を選択的に行うことができる吹き出し・吸引口と，前記反り測定部の測定結果に基づいて，冷却板上で冷却される基板が平坦になるように，前記各吹き出し・吸引口による気体の吹き出し又は吸引を行う制御部と，を有することを特徴とする。

本発明によれば，冷却板上に載置される基板の反りを予め測定しておき，当該測定結果に基づいて，冷却板の各吹き出し・吸引口から基板に対して吹き出し又は吸引を行って，冷却時の基板の反りを強制的に押さえるようにしてもよい。例えば，基板の凸状に反る部分に対しては吸引し，その吸引力により基板を平坦に維持できる。また，基板の凹状に反る部分に対しては気体を吹き出し，その吹き出しによる押圧力によって基板を平坦に維持できる。

前記制御部は，前記反り測定部により測定された基板の反りの程度に応じて，前記各吹き出し・吸引口の気体の吹き出し流量又は吸引流量を調整できてもよい。かかる場合，例えば大きな反りが生じる場合には，吹き出し流量や吸引流量を増大し，小さな反りが生じる場合には，吹き出し流量や吸引流量を低減できるので，基板に付与される力を調整して基板をより厳密に平坦に維持できる。

前記吹き出し・吸引口は，前記冷却板上の基板の中央部に対応する位置と，前記基板の外周部に対応する位置に形成されていてもよい。また，前記吹き出し・吸引口は，前記冷却板上の基板に対応する面内に均等に配置されていてもよい。

前記複数の吹出し・吸引口のうちのいずれかには，吹出しと吸引により前記冷却板の表面上に突出自在で，冷却板上の基板の裏面を押圧可能な押圧部材が設けられていてもよい。

別の観点による本発明は，基板の冷却処理装置であって，基板を載置して冷却する冷却板を有し，前記冷却板は，基板よりも大きな表面を有し，前記冷却板の表面には，基板を支持し，基板と冷却板との間に隙間を形成する支持ピンが設けられ，前記冷却板の表面には，平面から見て，冷却板上に載置される基板の外方の位置から当該基板の中心部付近にまで通じる溝が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば，冷却時の基板の反りが解消される。これは，冷却板の表面の溝により，基板と冷却板との間の隙間に気体のガイドが形成されるので，基板の熱により膨張した当該隙間内の気体が効率的に外側に逃がされ，基板に膨張気体による応力が掛からないためであると推測される。さらに，隙間内の気体が流動し易いので，基板の表面と裏面との温度差が低減され，基板の上下面の熱による収縮量が同じになるためであると推測される。

前記溝は，前記冷却板の表面の一端部から中心部付近を通って他端部まで到達するように形成されていてもよい。また，前記溝には，給気口又は排気口が形成されていてもよい。

別の観点による本発明によれば，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，前記冷却板の表面の複数個所に形成され，冷却板上の基板を吸引可能な吸引口と，前記冷却板の表面上に突出して，冷却板上の基板の裏面を押圧可能な押圧部材と，前記冷却板上に載置された基板の反りに応じて，冷却板上で冷却される基板が平坦になるように，前記押圧部材による押圧と前記吸引口による吸引を制御する制御部と，を有することを特徴とする。

本発明によれば，例えば冷却板上に載置される基板に対して，上方に反る部分に対しては，吸引口により吸引し，下方に反る部分に対しては，押圧部材により押し上げることにより，基板の反りを強制的に押さえることができる。

本発明によれば，冷却時の基板の反りが解消されるので，最終的に基板に形成されるデバイスの品質が向上する。

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，本実施の形態にかかる冷却処理装置が搭載されたＳＯＤ膜形成システム１の構成の概略を示す平面図であり，図２は，ＳＯＤ膜形成システム１の正面図であり，図３は，ＳＯＤ膜形成システム１の背面図である。

ＳＯＤ膜形成システム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ＳＯＤ膜形成システム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，ＳＯＤ膜形成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とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション２では，カセット載置台１０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。カセットステーション２には，搬送路１１上をＸ方向に向かって移動可能なウェハ搬送体１２が設けられている。ウェハ搬送体１２は，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）にも移動自在であり，Ｘ方向に配列された各カセットＣ内のウェハＷに対して選択的にアクセスできる。

ウェハ搬送体１２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。ウェハ搬送体１２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３１に対してもアクセスしてウェハＷを搬送できる。

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た複数の処理装置群が設けられている。このＳＯＤ膜形成システム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，ＳＯＤ膜形成システム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，主搬送装置１３を挟んで，第３の処理装置群Ｇ３の反対側に配置されている。主搬送装置１３は，これらの処理装置群Ｇ１〜Ｇ４内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を搬送できる。

第１の処理装置群Ｇ１では，例えば図２に示すように絶縁膜材料を主成分とする塗布液をウェハＷに塗布する塗布処理装置１７，１８が下から順に２段に配置されている。第２の処理装置群Ｇ２には，例えば塗布処理装置１７等で用いられる塗布液等が貯留され，当該塗布液等の供給源となる処理液キャビネット１９と，塗布処理装置２０とが下から順に２段に配置されている。

第３の処理装置群Ｇ３では，例えば図３に示すように，ウェハＷを冷却処理する冷却処理装置３０，ウェハＷの受け渡しを行うためのエクステンション装置３１，ウェハＷを低温で加熱処理する低温加熱処理装置３２，ウェハＷを低酸素雰囲気で加熱する低酸素加熱処理装置３３，３４が下から順に例えば５段に積み重ねられている。

第４の処理装置群Ｇ４では，例えば冷却処理装置４０，４１，ウェハＷを低酸素雰囲気で加熱し冷却する低酸素加熱・冷却処理装置４２，４３が下から順に例えば４段に積み重ねられている。

次に，上述の冷却処理装置４０の構成について詳しく説明する。図４は，冷却処理装置４０の構成の概略を示す縦断面の説明図である。

冷却処理装置４０は，例えば図４に示すようにケーシング４０ａの中央部に，ウェハＷを載置して冷却する冷却板６０を備えている。冷却板６０は，例えば略円盤形状を有している。冷却板６０の内部には，例えば所定温度に調整された流体が流れる流路６０ａが形成されており，当該流路６０ａの流体によって冷却板６０を所定の冷却温度に温度調節できる。なお，冷却板６０は，ペルチェ素子を用いて温度調節されるものであってもよい。

冷却板６０の表面には，ウェハＷを支持する支持ピン６１が複数個所に設けられている。支持ピン６１は，例えば断熱性を有する樹脂によって形成されている。支持ピン６１は，例えば０．１ｍｍ以上，好ましくは０．２ｍｍ以上の高さを有し，冷却板６０とウェハＷとの間に僅かな隙間を形成している。

冷却板６０には，例えば上下方向に貫通する複数の貫通孔６２が形成されている。貫通孔６２には，昇降ピン６３が挿入されている。昇降ピン６３は，例えばシリンダ等を備えた昇降駆動部６４により上下動し，冷却板６０上に突出できる。昇降ピン６３は，冷却板６０上においてウェハＷを支持して昇降できる。

図５に示すように冷却板６０の表面の中央部，つまり冷却板６０に載置されたウェハＷの中央部に対向する位置には，第１の吹出し・吸引口７０が形成されている。また，冷却板６０の表面の外周部，つまり冷却板６０上に載置されたウェハＷの外周部に対向する位置には，複数の第２の吹出し・吸引口７１が形成されている。第２の吹出し・吸引口７１は，例えば冷却板６０の外周部に沿って同一円周上に等間隔で形成されている。

第１の吹出し・吸引口７０は，例えば図４に示すように第１の配管７２によって給気装置７３とポンプなどの吸引装置７４に接続されている。第１の配管７２は，例えば冷却板６０の内部を垂直方向に通って，冷却板６０の下面から突出し，その後分岐してケーシング４０ａの外部にある給気装置７３と吸引装置７４に接続されている。第１の配管７２における分岐点には，例えば三方弁７５が設けられており，第１の吹出し・吸引口７０は，給気装置７３又は吸引装置７４に選択的に連通できる。これにより，第１の吹出し・吸引口７０は，例えば不活性ガス，窒素ガスなどの気体の吹き出しと吸引を選択的に行うことができる。

第２の吹出し・吸引口７１は，第１の吹出し・吸引口７０と同様に，第２の配管７６によって給気装置７３と吸引装置７４に接続されている。第２の配管７６の給気装置７３と吸引装置７４との分岐点には，三方弁７７が設けられ，第２の吹出し・吸引口７１は，給気装置７３と吸引装置７４とに選択的に連通できる。したがって，第２の吹出し・吸引口７１は，吹き出しと吸引を選択的に行うことができる。なお，三方弁７５，７７の動作は，後述する装置制御部９０によって制御される。

冷却板６０の上方には，冷却板６０に載置されたウェハＷの反り量を測定する反り測定部としてのレーザ変位計８０が設けられている。レーザ変位計８０は，例えばケーシング４０ａの上面に取付けられたＸ−Ｙステージ８１に取付けられており，冷却板６０に載置されたウェハＷの上方を水平面内に２次元方向に移動できる。

レーザ変位計８０による測定結果は，例えば装置制御部９０に出力できる。装置制御部９０は，レーザ変位計９０による測定結果に基づいて，三方弁７５，７７の動作を制御し，第１の吹出し・吸引口７０における気体の吹き出しと吸引の切り替え，第２の吹出し・吸引口７１における気体の吹き出しと吸引の切り替えを行うことができる。例えば，装置制御部９０は，第１の吹出し・吸引口７０，第２の吹出し・吸引口７１における吹き出しによる押圧力，吸引による吸引力により，冷却板６０上で冷却されるウェハＷの反りを押さえるように，第１の吹出し・吸引口７０の吹き出しか吸引かの選択と，第２の吹出し・吸引口７１の吹き出しか吸引かの選択を行う。

なお，冷却処理装置４１は，冷却処理装置４０と同様の構成を有するものであり，説明を省略する。

次に，以上のように構成されたＳＯＤ膜形成システム１におけるＳＯＤ膜形成プロセスについて説明する。

先ず，ウェハ搬送体１１によりカセットＣから未処理のウェハＷが１枚取り出され，第３の処理装置群Ｇ３に属するエクステンション装置３１に搬送される。次いで，ウェハＷは，主搬送装置１３によって冷却処理装置３０に搬送され，所定の温度に冷却される。所定温度に冷却されたウェハＷは，主搬送装置１３によって，塗布処理装置１７に搬送される。この塗布処理装置１７では，絶縁膜材料を主成分とする塗布液がウェハＷ上に塗布され，ウェハＷ上に塗布膜が形成される。

塗布処理装置１７において塗布膜が形成されたウェハＷは，主搬送装置１３によって低温加熱処理装置３２に搬送され，塗布膜内の溶剤を蒸発させる加熱処理が施される。この加熱処理が終了したウェハＷは，主搬送装置１３によって低酸素加熱処理装置３３に搬送される。

低酸素加熱処理装置３３では，例えばウェハＷが熱板上に載置され低酸素雰囲気で例えば３２０℃程度の温度に加熱される。これにより，ウェハＷ上に絶縁膜の骨格が形成される。

その後，ウェハＷは，冷却処理装置４０又は４１に搬送され，例えば常温の２３℃に降温される。その後，ウェハＷは，エクステンション装置３１に搬送され，ウェハ搬送体１２によってカセットＣに戻される。この一連の工程により一層の絶縁膜の骨格が形成される。ウェハＷ上に多層の絶縁膜を形成する場合には，上記一連の工程が繰り返される。ウェハＷ上に多層の絶縁膜の骨格が形成されると，例えばウェハＷは，低酸素加熱・冷却処理装置４２に搬送され，例えば４００℃で加熱される。この加熱によって，ウェハＷ上の絶縁膜が焼き固められる（キュア処理）。加熱後ウェハＷは，同じ装置内で冷却される。その後ウェハＷは，冷却処理装置４０において常温まで冷却される。こうしてウェハＷ上に多層の絶縁膜が形成され，一連のＳＯＤ膜形成工程が終了する。なお，キュア処理は，ウェハＷ上に電子線を照射することによって行ってもよい。

次に，上述した冷却処理装置４０における冷却プロセスについて詳しく説明する。先ず，冷却処理装置４０における冷却時に生じるウェハＷの反りが測定される。例えば，測定用のウェハＷが，通常の製品用ウェハＷと同様のレシピで上述のＳＯＤ膜形成工程に従って処理され，低酸素加熱処理装置３３の加熱処理が終了した後，冷却処理装置４０に搬入される。冷却処理装置４０に搬入されたウェハＷは，冷却板６０上に載置され，通常の製品用ウェハＷと同じ所定時間冷却され，常温の２３℃まで降温される。例えばその冷却中に，レーザ変位計８０がウェハＷの表面上を走査し，ウェハ面内のウェハＷの反り量を測定する。装置制御部９０は，この反り量に基づいて，実際の冷却処理時における第１の吹出し・吸引口７０による気体の「吹き出し」又は「吸引」の設定と，第２の吹出し・吸引口７１による気体の「吹き出し」又は「吸引」の設定を行う。例えば図６に示すようにウェハＷが上に凸に反っている場合には，ウェハＷの中央部に対向する第１の吹出し・吸引口７０が「吸引」に設定され，第２の吹出し・吸引口７１が「吹き出し」に設定される。例えば図７に示すようにウェハＷが下に凸に反っている場合には，第１の吹出し・吸引口７０が「吹き出し」に設定され，第２の吹出し・吸引口７１が「吸引」に設定される。

そして，実際の製品用のウェハＷが冷却処理される際には，ウェハＷが冷却板６０上に載置され，冷却が開始されると同時に，第１の吹出し・吸引口７０と第２の吹出し・吸引口７１から，予め設定されている「吹き出し」又は「吸引」が開始される。例えば，ウェハＷが上に凸に反る場合には，第１の吹出し・吸引口７０からの吸引と，第２の吹出し・吸引口７１からの気体の吹き出しが開始される。こうすることにより，ウェハＷの中央部が下方に吸引され，ウェハＷの外周部が吹き出しにより上方に押圧され，冷却時のウェハＷの反りが強制的に押さえられる。一方，例えば，ウェハＷが下に凸に反る場合には，第１の吹出し・吸引口７０からの吹き出しと，第２の吹出し・吸引口７１からの吸引が開始され，ウェハＷの中央部が吹き出しにより上方に押圧され，ウェハＷの外周部が吸引されて，冷却時のウェハＷの反りが押さえられる。

所定時間の冷却が終了すると，第１の吹出し・吸引口７０と第２の吹出し・吸引口７１からの吹き出しと吸引が停止される。その後，ウェハＷは，冷却板６０上から昇降ピン６３を介して主搬送装置１３に受け渡され，冷却処理装置４０から搬出される。

以上の実施の形態によれば，冷却板６０の表面に形成された第１の吹出し・吸引口７０と第２の吹出し・吸引口７１の吹き出しと吸引を切り替えて，冷却時のウェハＷの反りを強制的に押さえることができる。この結果，冷却時のウェハＷの反りが防止され，ウェハＷの面内温度の均一に維持され，塗布膜が均質に形成される。また，ウェハＷや塗布膜にストレスが掛かることがなく，ウェハＷや塗布膜の破損，劣化が防止される。さらに，ウェハＷの外形が変形しないので，ウェハＷの搬送が適正に行われる。なお，以上の実施の形態では，第１の吹出し・吸引口７０と第２の吹出し・吸引口７１の一方を吹出しに設定し，他方を吸引に設定していたが，ウェハＷの反りの形状によっては，第１の吹出し・吸引口７０と第２の吹出し・吸引口７１の両方を吹出しに設定したり，両方を吸引に設定してもよい。

以上の実施の形態では，ウェハＷの反りに応じて第１の吹出し・吸引口７０と第２の吹出し・吸引口７１の吹き出しと吸引を切り替えていたが，さらに，ウェハＷの反り量に応じて第１の吹出し・吸引口７０と第２の吹出し・吸引口７１からの吹き出し流量と吸引流量を調整してもよい。かかる場合，例えば装置制御部９０において，レーザ変位計８０による測定用のウェハＷの反り量に基づいて，気体の吹き出し流量と吸引流量が設定される。例えば，測定用のウェハＷの反り量が大きい場合には，吹き出し流量と吸引流量が増大される。また，ウェハＷの反り量が小さい場合には，吹き出し流量と吸引流量が減少される。そして，製品用のウェハＷが冷却処理される際には，例えば装置制御部９０によって，三方弁７５，７７の開閉度が変更され，第１の吹出し・吸引口７０と第２の吹出し・吸引口７１から所定の設定流量の吹き出し又は吸引が行われる。こうすることによって，ウェハＷの反りの程度に応じた適正な流量で吹き出し又は吸引が行われ，ウェハＷの反りをより厳格に防止できる。

以上の実施の形態では，ウェハＷの外周部に対応する複数の第２の吹出し・吸引口７１の吹き出しと吸引を一括して行っていたが，各第２の吹出し・吸引口７１毎に，独立して吹き出し又は吸引を行うようにしてもよい。かかる場合，例えば各第２の吹出し・吸引口７１毎に，給気装置７３と吸引装置７４に通じる上述した第２の配管７６と三方弁７７が設けられる。こうすることによって，ウェハＷの外周部が不均一に反る場合にも，各第２の吹出し・吸引口７１による気体の吹き出し又は吸引により，ウェハＷを平坦に維持できる。なお，第２の吹出し・吸引口７１の数は，４つ以上が好ましい。

以上の実施の形態では，冷却板６０におけるウェハＷの中央部に対向する位置と，ウェハＷの外周部に対応する位置に吹出し・吸引口７０，７１を形成していたが，吹出し・吸引口７０，７１の配置は，この例に限られない。例えば図８に示すように，多数の吹出し・吸引口１１０を整列させてウェハ面内において均等に配置してもよい。かかる場合，ウェハＷのより複雑な反りにも適正に対応し，冷却時のウェハＷを平坦に維持できる。

以上の実施の形態では，予め測定用のウェハＷで冷却時の反りを測定し，その測結果に基づいて，製品用のウェハＷの処理時の第１の吹出し・吸引口７０と第２の吹出し・吸引口７１の吹き出しと吸引を制御していたが，実際の製品用のウェハＷの反りを測定しながら，第１の吹出し・吸引口７０と第２の吹出し・吸引口７１の吹き出しと吸引に反映させてもよい。かかる場合，ウェハＷの反りの変動に適正に対応できる。

以上の実施の形態では，吹出し・吸引口からの吹出しによりウェハＷの裏面を押圧していたが，冷却板６０に押圧部材を設けて，ウェハＷの裏面を押圧してもよい。図９は，かかる一例を示すものであり，冷却板６０の第１の吹出し・吸引口７０に，吹出しと吸引により昇降する押圧部材１１５が設けられている。押圧部材１１５は，例えば第１の吹出し・吸引口７０内を移動する円盤状のピストン１１５ａとピストン１１５ａ上に立設したピン１１５ｂによって形成されている。なお，他の部分の構成は，上記実施の形態と同様であるので，その説明を省略する。

そして，図１０に示すように冷却時に，ウェハＷが下に凸に反るような場合には，装置制御部９０が三方弁７５，７７を制御することにより，第１の吹出し・吸引口７０に対し気体が供給され，押圧部材１１５が冷却板６０上に突出しウェハＷの裏面が上方に押圧される。その一方で，第２の吹出し・吸引口７１からの吸引が行われ，ウェハＷの外周部が吸引される。こうすることにより，ウェハＷの反りが強制的に解消される。

上記例において，第２の吹出し・吸引口７１内に押圧部材１１５を設けてもよい。かかる場合，図１１に示すように冷却時にウェハＷが上に凸に反る場合に，第１の吹出し・吸引口７０からの吸引によりウェハＷの中心部が吸引される。その一方で，第２の吹出し・吸引口７１に気体が供給され，第２の吹出し・吸引口７１の押圧部材１１５によりウェハＷの中心部が上方に押圧される。こうすることにより，ウェハＷの反りが強制的に解消される。

さらに上記例において，冷却板６０の中央部と外周部にそれぞれ複数の吹出し・吸引口を形成し，冷却板６０の中央部の全部でないいずれかの吹出し・吸引口と，冷却板６０の外周部の全部でないいずれかの吹出し・吸引口に押圧部材１１５を設けてもよい。かかる場合，ウェハＷが上に凸に反った場合とウェハＷが下に凸に反った場合に対応できる。

なお，押圧部材１１５が設けられる上記例において，冷却処理装置４０内には，ウェハＷの反り量を測定するレーザ変位計８０があってもなくてもよい。レーザ変位計８０がない場合には，予め取得しておいたウェハＷの反りに関する情報を基に，押圧部材１１５による押圧と吹出し・吸引口による吸引を行うようにしてもよい。また，押圧部材１１５が設けられていない吹出し・吸引口は，吸引のみの機能を有するものであってもよい。

以上の実施の形態では，冷却中のウェハＷに対する吹き出しによる押圧と，吸引によりウェハＷの反りを押さえていたが，冷却板６０の表面に，平面から見て，冷却板６０の中央部からウェハＷの外方の位置まで到達する溝を形成することによって，冷却中のウェハＷの反りを防止してもよい。例えば図１２，１３に示すように冷却板６０の表面には，冷却板６０の一端部から中央部付近を通過し他端部まで到達する２本の平行な溝１２０が形成されてもよい。かかる場合，ウェハＷの熱によって膨張した気体が冷却板６０とウェハＷとの隙間から溝１２０に沿って排出されやすいので，冷却板６０とウェハＷとの隙間の膨張した気体によりウェハＷが歪められることが防止できる。また，冷却板６０とウェハＷとの隙間の熱気が排出されると，ウェハＷの上面側と下面側の温度差が減少し，ウェハＷの上面側と下面側の収縮量が同程度になるので，ウェハＷの反りが防止される。なお，発明者による実験によって，冷却板６０に溝１２０を形成した場合が溝を形成しない場合に比べて，ウェハＷの反りが生じ始める冷却前の臨界温度が１０℃以上上昇したことが確認されている。これにより，冷却板６０に溝１２０を形成した場合，形成しない場合に比べてウェハＷの反りが発生しないことが分かる。

なお，溝１２０の数は２本に限られず，１本であってもよいし，３本以上であってもよい。例えば図１４に示すように２本の平行な溝１２０が二組形成され，互いに直交するように形成されていてもよい。また，溝１２０の形状も他の形状であってもよく，例えば図１５に示すように複数本の溝１２０が冷却板６０の中心から放射状に形成されていてもよい。また，図１６に示すように溝１２０が冷却板６０の外周部にのみ等間隔で放射状に形成されていてもよい。さらに，図１７に示すように５ｍｍ以下の極めて細い溝１２０が冷却板６０の全面に亘って平行に複数本形成されてもよい。

また，図１８に示すように冷却板６０の溝１２０に，例えば通気口としての給気口１２１を形成してもよい。給気口１２１は，例えば冷却板６０の中央部付近の溝１２０の底部に形成されている。給気口１２１は，例えば配管１２２によって例えば給気装置１２３に接続されている。そして，冷却時には，給気口１２１から溝１２０に，例えば冷却板６０と同じ冷却温度に調整された気体が供給され，冷却板６０とウェハＷとの隙間に，溝１２０に沿って冷却板６０の中央部から外側に流れる気流が形成される。こうすることにより，冷却板６０とウェハＷの隙間の膨張した気体が確実に排出されるので，膨張気体によるウェハＷの反りが防止される。なお，給気口１２１の代わりに排気口を形成してもよい。

この例の溝１２０を有する冷却板６０には，上述した実施の形態と同様に第１の吹出し・吸引口７０と第２の吹出し・吸引口７１を形成し，ウェハＷに対する吹き出しと吸引を行ってもよい。

発明者によって，冷却処理前の加熱温度と冷却温度との温度差Ｔと，冷却処理時の冷却板６０とウェハＷとの隙間Ｄと，ウェハＷの反り量との間に，相関関係があることが確認された。そこで，予め，ウェハＷの反りが生じないような，温度差Ｔと隙間Ｄの関係を求めておき，冷却処理時の温度差Ｔに基づいて，隙間Ｄを設定するようにしてもよい。例えば，隙間Ｄを規定する支持ピン６１を交換可能，或いは昇降自在する。そして，冷却時の冷却温度から温度差Ｔを求めて，支持ピン６１の高さを調整して，ウェハＷの反りが生じない所定の隙間Ｄに変更する。こうすることによってもウェハＷの反りを防止できる。なお，冷却板６０とウェハＷとの間に所定の隙間Ｄを設ける際に，冷却板６０上のウェハＷに対し第１の吹出し・吸引口７０と第２の吹出し・吸引口７１から気体を吹出して，ウェハＷを冷却板６０の表面から浮かせて，隙間Ｄを確保してもよい。こうすることにより，ウェハＷの反りを防止できる。また，支持ピン６１とウェハＷの裏面が支持ピン６１に接触しないので，ウェハ裏面が傷つくことを防止できる。

以上，本発明の実施の形態の一例について説明したが，本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。例えば本実施の形態は，冷却処理装置４０におけるウェハＷの反りを防止する例であったが，本発明は，ＳＯＤ膜形成システム１における他の冷却処理装置にも適用できる。また，本発明は，加熱処理と冷却処理の両方を行う加熱・冷却処理装置にも適用できる。さらに，以上の実施の形態は，ＳＯＤ膜形成工程において冷却処理を行う冷却処理装置４０に適用していたが，例えばフォトリソグラフィー工程におけるプリベーキング，ポストベーキング及びポストエクスポージャーベーキング後の冷却処理を行う冷却処理装置にも適用できる。さらに，本発明は，ウェハ以外の例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ），フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板の冷却処理装置にも適用できる。

本発明は，冷却処理時の基板の反りを防止する際に有用である。

本実施の形態におけるＳＯＤ膜形成システムの構成の概略を示す平面図である。 図１のＳＯＤ膜形成システムの正面図である。 図１のＳＯＤ膜形成システムの背面図である。 冷却処理装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。 冷却処理装置の冷却板の平面図である。 ウェハが上に凸に反る場合の吹出し，吸引方向を示す冷却板の縦断面図である。 ウェハが下に凸に反る場合の吹出し，吸引方向を示す冷却板の縦断面図である。 多数の吹出し・吸引口を均等に配置した場合の冷却板の平面図である。 押圧部材を有する冷却板の縦断面図である。 ウェハが下に凸に反る場合の押圧部材の動作を示すための冷却板の縦断面図である。 ウェハが上に凸に反る場合の押圧部材の動作を示すための冷却板の縦断面図である。 溝を形成した冷却板の平面図である。 溝を形成した冷却板の側面図である。 他の構成の溝を有する冷却板の平面図である。 放射状に形成された溝を有する冷却板の平面図である。 溝が外周部にのみ放射状に形成されている冷却板の平面図である。 細い溝が全面に亘って形成されている冷却板の平面図である。 溝内に給気口を設けた冷却板の縦断面の説明図である。

符号の説明

１ ＳＯＤ膜処理システム
４０ 冷却処理装置
６０ 冷却板
８０ レーザ変位計
７０ 第１の吹出し・吸引口
７１ 第２の吹出し・吸引口
９０ 装置制御部
Ｗ ウェハ

Claims (9)

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，
   前記冷却板上に載置された基板の反りを測定する反り測定部と，
   前記冷却板の表面の複数個所に形成され，冷却板上の基板に対する気体の吹き出しと吸引を選択的に行うことができる吹出し・吸引口と，
   前記反り測定部の測定結果に基づいて，冷却板上で冷却される基板が平坦になるように，前記各吹出し・吸引口による吹き出し又は吸引を行う制御部と，を有することを特徴とする，基板の冷却処理装置。
2. 前記制御部は，前記反り測定部により測定された基板の反りの程度に応じて，前記各吹き出し・吸引口の気体の吹き出し流量又は吸引流量を調整できることを特徴とする，請求項１に記載の基板の冷却処理装置。
3. 前記吹き出し・吸引口は，前記冷却板上の基板の中央部に対応する位置と，前記基板の外周部に対応する位置に形成されていることを特徴とする，請求項１又は２のいずれかに記載の基板の冷却処理装置。
4. 前記吹き出し・吸引口は，前記冷却板上の基板に対応する面内に均等に配置されていることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の基板の冷却処理装置。
5. 前記複数の吹出し・吸引口のうちのいずれかには，吹出しと吸引により前記冷却板の表面上に突出自在で，冷却板上の基板の裏面を押圧可能な押圧部材が設けられていることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の基板の冷却処理装置。
6. 基板の冷却処理装置であって，
   基板を載置して冷却する冷却板を有し，
   前記冷却板は，基板よりも大きな表面を有し，
   前記冷却板には，基板を支持し，前記基板と冷却板との間に隙間を形成する支持ピンが設けられ，
   前記冷却板の表面には，平面から見て，冷却板上に載置された基板の外方の位置から当該基板の中心部付近にまで通じる溝が形成されていることを特徴とする，基板の冷却処理装置。
7. 前記溝は，前記冷却板の表面の一端部から中心部付近を通って他端部まで到達するように形成されていることを特徴とする，請求項６に記載の基板の冷却処理装置。
8. 前記溝には，給気口又は排気口が形成されていることを特徴とする，請求項７に記載の基板の冷却処理装置。
9. 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，
   前記冷却板の表面の複数個所に形成され，冷却板上の基板を吸引可能な吸引口と，
   前記冷却板の表面上に突出して，冷却板上の基板の裏面を押圧可能な押圧部材と，
   前記冷却板上に載置された基板の反りに応じて，冷却板上で冷却される基板が平坦になるように，前記押圧部材による押圧と前記吸引口による吸引を制御する制御部と，を有することを特徴とする，基板の冷却処理装置。

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