JP3683788B2 - 加熱処理装置の冷却方法及び加熱処理装置 - Google Patents

Description

【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，本発明によれば，処理室内において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，基板の加熱時には，裏面が熱吸収効率の良好な色を有する物体を，前記処理室の外側に位置させ，前記熱板を降温する際には，前記物体を前記処理室内の熱板上方に移動させ，前記物体の裏面と前記熱板の上面とを対向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。
別の観点による本発明によれば，処理室内において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，基板の加熱時には，裏面が熱吸収効率の良好な色を有する物体を，前記処理室の外側に位置させ，前記熱板を降温する際には，前記物体を前記処理室内に移動させ，前記物体の裏面と前記熱板の上面とを接触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。
【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，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】
参考例として，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加熱処理装置が提案できる。
【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】
本発明によれば，処理室内において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，熱板の上面に対向する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，熱板の上方と処理室の外側との間で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，上記冷却方法を好適に実施することができる。
前記物体は，前記熱板の上面に対向した裏面と，前記熱板の上面とが接触するように移動可能に構成されていてもよい。かかる場合，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。
【００１５】
この場合も，熱吸収効率が良好な色としては，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，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，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】
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】
物体の裏面，すなわち熱板表面に面する部分は，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１０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）３４，３５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７０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８２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８１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（ＰＥＢ），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，６１ａ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７０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７４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１００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ＣＬＯＳＥ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Ｓ１３），その後整定終了判別処理がなされる（ステップＳ１４）。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▲１▼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Ｓ１０），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Ｓ１４）。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▲１▼がなされる。すなわち，まずチャンバがＯＰＥＮ，すなわち蓋体６３が開放され（ステップＳ２１），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Ｓ２７）後，冷却プレート９３も退出し（ステップＳ２８），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)

1. 処理室内において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，
   基板の加熱時には，裏面が熱吸収効率の良好な色を有する物体を，前記処理室の外側に位置させ，
   前記熱板を降温する際には，前記物体を前記処理室内の熱板上方に移動させ，前記物体の裏面と前記熱板の上面とを対向させることを特徴とする，加熱処理装置の冷却方法。
2. 処理室内において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，
   基板の加熱時には，裏面が熱吸収効率の良好な色を有する物体を，前記処理室の外側に位置させ，
   前記熱板を降温する際には，前記物体を前記処理室内に移動させ，前記物体の裏面と前記熱板の上面とを接触させることを特徴とする，加熱処理装置の冷却方法。
3. 前記熱板を降温する際には，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，請求項１又は２のいずれかに記載の加熱処理装置の冷却方法。
4. 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１〜３のいずれかに記載の加熱処理装置の冷却方法。
5. 処理室内において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，
   熱板の上面に対向する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，熱板の上方と処理室の外側との間で移動自在であることを特徴とする，加熱処理装置。
6. 前記物体は，前記熱板の上面に対向した裏面と，前記熱板の上面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に記載の加熱処理装置。
7. 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又は６のいずれかに記載の加熱処理装置。
8. 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５〜７のいずれかに記載の加熱処理装置。
9. 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５〜７のいずれかに記載の加熱処理装置。
10. 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５〜９のいずれかに記載の加熱処理装置。
11. 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５〜１０のいずれかに記載の加熱処理装置。
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. 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. 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１３に記載の加熱処理装置。
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１３又は１４のいずれかに記載の加熱処理装置。
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１３，１４又は１５のいずれかに記載の加熱処理装置。

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