JP5103060B2 - 冷却装置及び基板の処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェーハやガラス基板などの基板を冷却する装置とこの冷却装置を組み込んだ基板の処理装置に関する。

半導体ウェーハやガラス基板などの基板表面に回路を形成する工程として、基板表面に形成したレジスト膜に露光を施して所定のパターンとする工程があり、この露光の際に、基板の温度が高いと基板が膨張し、焦点距離が狂ってくるので、露光前に室温まで冷却するようにしている。

例えば特許文献１には、スピンコータによって基板の表面にレジスト液を供給し、次いでベーク部で加熱してレジスト膜を形成し、このレジスト膜を処理ユニット内のクールプレートで冷却するにあたり、クールプレートを基板受け渡し場所として用いることが開示されている。

特許文献２には、露光後ベーク処理を行うホットプレートと冷却処理を行うクールプレートとその間を搬送する専用アームを設け、後工程でのトラブル等があった場合に、所定時間のベーク処理が終了した基板を専用アームでホットプレートからクールプレートに搬送し、線幅均一性に影響を与えない温度まで基板温度を降下させる装置が種々提案されている。

特許文献３には、ウェーハの搬送経路の途中に、クールプレートを設置し、このクールプレートの中央部近傍に、上下方向に駆動可能センターテーブルを設け、クールプレートの内部には冷媒を供給し、この冷媒とクールプレート上に載置されたウェーハとの間で熱交換を行なう内容が記載されている。

特開２００４−２０７７５０号公報 特開２００４−３１９６２６号公報 特開２００６−２９４８６０号公報

従来のクールプレート（冷却装置）は、図７に示すように、アルミ合金製のブロックに冷媒が通る通路を切削によって形成している。このような構造であると、製作が面倒で重量も増大する。

更に、クールプレート表面と冷媒までの距離が場所によって異なる。このためクールプレート表面の面内温度が不均一となり、露光精度に影響がでるなどの問題がある。また、基板が大きくなると共にアルミ合金製のブロックの厚みが増すため、基板が冷却されるまでに時間を要してしまう。

上記の課題を解決するため、本発明に係る冷却装置は、偏平ボックス状をなす本体と、この本体内に挿入される冷却媒体供給管と、この冷却媒体供給管に取り付けられるとともに前記本体の内表面に向けて冷却媒体を噴出するノズルとを備える。

前記ノズルは冷却装置本体の内表面に対して斜めの角度で噴出するように冷却媒体供給管に取り付けられ、且つ放射状に噴出角が広がるようにすることが好ましい。このようにすることで、均一にしかも本体内部での飛び散りなども少なくなり、冷却効率が向上する。また、ノズルを本体の内表面に対して斜めの角度で取り付けると、冷却装置本体内の一方の端部に冷却水が噴出されないことになるので、この場合には本体内の一端寄りに挿入された冷却媒体供給管には他の供給管に取り付けられたノズルとは逆方向に傾斜したノズルも取り付けることが好ましい。

また、本発明に係る基板の処理装置は、上記の冷却装置を、基板の搬送ラインの途中に配置した露光装置の直前に設ける。

本発明によれば、冷却装置本体を薄厚の金属板で形成することができるので、冷却装置全体の軽量化を図ることができる。また薄厚の金属板を使用することで冷却装置本体に接触または近接する基板の冷却効果が高まる。更に、ノズルから冷却水を噴出するようにしたので、前記薄厚の金属板を均一に冷却することができる。また薄いので熱伝導率が向上し、更にサイズに関係なく性能が同じである。

以下に本発明の最適な実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る冷却装置を組み込んだ基板処理ラインの平面図、図２は同冷却装置の内部構造を示した正面図、図３は図２のＡ方向から見た側面図、図４は図２のＢ方向から見た側面図、図５は図２のＣ方向から見た側面図、図６は図４の要部拡大図である。

基板処理ラインには基板の投入・払い出しステーション１、基板表面の水分を除去するためのベーク装置２、冷却装置３、スピンレス塗布装置４、プリベーク装置５、冷却装置３、露光装置６、現像装置７、ポストベーク装置８及び冷却装置３が基板の搬送ラインに沿って配置されている。

上記したように基板処理ラインには複数箇所に冷却装置３が配置されている。冷却装置３は偏平ボックス状をなす本体１０と、この本体１０内に挿入される冷却媒体供給管１１と、この冷却媒体供給管１１に取り付けられるとともに前記本体の内表面に向けて冷却媒体を噴出するノズル１２と、ノズル１２から本体１０内に噴出された水（冷媒）を回収する配管１３と、この配管１３からの水を所定温度まで冷却するチラー１４と、チラー１４によって冷却された水を再び前記冷却媒体供給管１１に送り込む循環用配管１５を備えている。

前記本体１０はステンレス、アルミニウム合金、銅合金などの金属板を接合して構成され、その厚みは０．５ｍｍ〜１ｍｍとしている。尚、薄い金属板を使用したことによって基板と接触する上面が変形する場合には、上面の裏側にリブを形成して変形を防止する。

冷却媒体供給管１１は、一端（図２の右端）が閉じられ、他端がジョイント１６を介して前記循環用配管１５に接続されている。

また冷却媒体供給管１１に取り付けられるノズル１２は、本体１０の上面の裏面側に下から斜めに当たるように、その軸線が本体１０の上面に対して傾斜している。

尚、冷却媒体供給管１１に取り付けられるノズル１２の向きを同一方向に向けることで、本体１０の内部で冷却水同士がぶつかって本体１０の上面裏側に接触する水が偏ったり少なくなるのを防いで効果的な冷却が行なわれるようにしているが、全てのノズル１２の向きを同一方向に傾けると、一方の端部に水が有効に供給されない場合が生じるので、この実施例にあっては、端から２番目の冷却媒体供給管１１にノズル１２の他に、反対方向に傾斜するノズル１７を設けている。

以上において、本体１０の上面に載置された基板は、本体１０の上面の裏面側に供給される水によって均一に冷却される。尚、本発明に係る冷却装置を上下に離間して配置し、この間に基板を置くことで、基板を上下から冷却するようにしてもよい。

また、実施例では基板の搬送ラインの途中に冷却装置を配置したが、処理室を上下方向に積層した多段状の加熱冷却装置に本発明にかかる冷却装置を配置することができる。

本発明に係る冷却装置を組み込んだ基板処理ラインの平面図 同冷却装置の内部構造を示した平面図 図２のＡ方向から見た側面図 図２のＢ方向から見た側面図 図２のＣ方向から見た側面図 図４の要部拡大図 従来のクールプレートの構造を示す断面図

符号の説明

１…投入・払い出しステーション、２…基板表面の水分を除去するためのベーク装置、３…冷却装置、４…スピンレス塗布装置、５…プリベーク装置、６…露光装置、７…現像装置、８…ポストベーク装置、１０…冷却装置本体、１１…冷却媒体供給管、１２，１７…ノズル、１３…回収配管、１４…チラー、１５…循環用配管、１６…ジョイント。

Claims (4)

1. 扁平ボックス状をなす本体と、この本体内に挿入される冷却媒体供給管と、この冷却媒体供給管に取り付けられるとともに前記本体の内表面に向けて冷却媒体を噴出するノズルとを備えた冷却装置であって、前記ノズルは前記本体内の内表面に対して同一方向に斜めに配置され、また本体内の一端寄りに挿入された冷却媒体供給管には前記ノズルとは逆方向に傾斜したノズルも取り付けられていることを特徴とする冷却装置。
2. 請求項１に記載の冷却装置において、前記本体は厚みが０．５ｍｍ〜１ｍｍのステンレス、アルミニウム合金、銅合金などの金属板を接合してなり、上面の裏側にリブが形成されていることを特徴とする冷却装置。
3. 請求項１に記載の冷却装置において、前記本体は上下に離間して配置され、これら上下に離間して配置される本体で基板を上下から冷却することを特徴とする冷却装置。
4. 基板の搬送ラインの途中に露光装置を配置し、この露光装置の直前に、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の冷却装置を配置したことを特徴とする基板の処理装置。

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