JPH08273995A - Substrate cooling device - Google Patents

Substrate cooling device

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Publication number
JPH08273995A
JPH08273995A JP10034095A JP10034095A JPH08273995A JP H08273995 A JPH08273995 A JP H08273995A JP 10034095 A JP10034095 A JP 10034095A JP 10034095 A JP10034095 A JP 10034095A JP H08273995 A JPH08273995 A JP H08273995A
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JP
Japan
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cooling
temperature
substrate
plate
drive control
Prior art date
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Pending
Application number
JP10034095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Mizohata
保▲廣▼ 溝畑
Sanenobu Matsunaga
実信 松永
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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
Priority to JP10034095A priority Critical patent/JPH08273995A/en
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE: To cool a substrate under the same temperature condition even when the temperature of cooling water is changed by drive-controlling an electronic cooling element so as to permit the endothermic quantity of a cooling means per unit time from a substrate placing member to be a prescribed fixed value, in response to the cooling medium temperature detected by a cooling medium temperature detecting means. CONSTITUTION: A control part 22 controls a Peltier element 15 according to the cooling water temperature detected by a sensor 18 so that the heat absorbed per unit time from a heat sink 11 by a Peltier element 15 and a heat dissipating plate 14 can be constant to cool a substrate efficiently. The device is provided with a second table memory 31, which stores the drive-control element quantity of the Peltier element 15, and a temperature control part 26, which controls the plate temperature of the cooling plate 5. The drive element control quantity is the duty ratio of the supply current for driving the Peltier element 15 for each cooling water temperature.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、フォト
マスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、
光ディスク用の基板等の基板を、フォトリソグラフィー
工程の中で、フォトレジスト液塗布や現像工程の前後に
おいて高温に加熱処理された基板を常温付近の目標温度
に冷却するために、冷却手段を備えた冷却プレートに基
板を接触載置または近接載置することにより、基板を冷
却する基板冷却装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for a liquid crystal display device,
In the photolithography process, a substrate such as a substrate for an optical disk is provided with a cooling means in order to cool the substrate which has been heated to a high temperature before and after the photoresist coating and developing processes to a target temperature near room temperature. The present invention relates to a substrate cooling device that cools a substrate by placing the substrate in contact with or close to a cooling plate.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の基板冷却装置として、例えば、
図11に示すような装置が知られている。この装置は、
処理室100内に設けられ、伝熱プレート101とペル
チェ素子102と放熱板103とからなる冷却プレート
104と、その冷却プレート104に形成した貫通孔1
04aを通じて昇降可能に設けられた複数本の基板支持
ピン105と、各基板支持ピン105を昇降させるエア
シリンダ106とを備えている。高温状態の基板Wを冷
却する際には、各基板支持ピン105を上昇させた状態
で基板搬送ロボット(図示せず)により基板Wの搬入を
行い、そして、各基板支持ピン105を下降させること
により、基板Wを冷却プレート104の上に載置して基
板Wの冷却が開始されるようになっている。この時、比
例微積分(PID)制御などによってペルチェ素子10
2を駆動することにより、図12のタイムチャートに示
すように、冷却プレート104のプレート温度TP を基
板Wを冷却すべき目標温度TS と同じ温度に維持するよ
うにしている。
2. Description of the Related Art As a substrate cooling device of this type, for example,
A device as shown in FIG. 11 is known. This device
A cooling plate 104 that is provided in the processing chamber 100 and includes a heat transfer plate 101, a Peltier element 102, and a heat dissipation plate 103, and a through hole 1 formed in the cooling plate 104.
A plurality of substrate support pins 105 that can be moved up and down through 04a and an air cylinder 106 that raises and lowers each substrate support pin 105 are provided. When cooling the substrate W in a high temperature state, the substrate W is carried in by a substrate transfer robot (not shown) in a state where each substrate support pin 105 is raised, and then each substrate support pin 105 is lowered. Thus, the substrate W is placed on the cooling plate 104 and the cooling of the substrate W is started. At this time, the Peltier device 10 is controlled by proportional calculus (PID) control or the like.
By driving No. 2, as shown in the time chart of FIG. 12, the plate temperature T P of the cooling plate 104 is maintained at the same temperature as the target temperature T S for cooling the substrate W.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来装置には次のような問題点がある。すなわち、放
熱板103には、図示しない給排管を通してその内部に
冷却水が流通されており、ペルチェ素子102の熱を放
熱している。通常、冷却水としては一般の水道水が使わ
れるため、供給される冷却水の厳密な温度管理は困難
で、気温の変化などによりその温度が大きく変化するこ
とになる。この冷却水温度の変化がペルチェ素子102
の冷却能力に影響を与えることになる。すなわち、図示
しない駆動部からペルチェ素子102に同じ大きさの電
流を供給しても、ペルチェ素子102の熱を放熱する冷
却水温度が変化するとペルチェ素子102の冷却能力
は、その変動要素の影響を受ける。例えば、高温の冷却
水が供給されてきた場合には、ペルチェ素子102に同
じ電流を供給しても冷却能力は低く、一方、低温の冷却
水が供給されてきた場合には、同じ電流を供給しても冷
却能力は高くなる。その結果、基板Wの基板温度TW
冷却履歴がバラツクことになり、基板の品質に悪影響を
与えるという欠点がある。
However, the above-mentioned conventional apparatus has the following problems. That is, cooling water is circulated inside the heat dissipation plate 103 through a supply / discharge pipe (not shown), and radiates the heat of the Peltier element 102. Since ordinary tap water is usually used as the cooling water, it is difficult to strictly control the temperature of the supplied cooling water, and the temperature greatly changes due to changes in temperature. This change in the cooling water temperature causes the Peltier element 102.
Will affect the cooling capacity of. That is, even if the same amount of current is supplied to the Peltier element 102 from the drive unit (not shown), if the temperature of the cooling water that radiates the heat of the Peltier element 102 changes, the cooling capacity of the Peltier element 102 will be affected by the variable factors. receive. For example, when high-temperature cooling water is supplied, the cooling capacity is low even if the same current is supplied to the Peltier element 102, while when low-temperature cooling water is supplied, the same current is supplied. Even so, the cooling capacity becomes high. As a result, the cooling history of the substrate temperature T W of the substrate W varies, which adversely affects the quality of the substrate.

【0004】また、このような基板冷却装置では、図1
2に示すように、冷却開始時刻t1において高温の基板
Wが冷却プレート104に載置されると、基板Wの基板
温度TW に引っ張られて、プレート温度TP が一時的に
上昇する。もちろんこのとき、冷却プレート104のペ
ルチェ素子102は、PID制御により冷却の目標温度
TSになるように制御されるのではあるが、しかしなが
らその場合でも、ペルチェ素子102の冷却能力をいく
らでも大きくすることができるわけではないので、冷却
プレート104の温度が一時的に冷却の目標温度TSよ
りも高くなってしまうことは避けがたい。従って、プレ
ート温度TP が目標温度TS に戻るまでの時間tP が長
くなるので、基板Wを目標温度TS まで冷却する時間t
W も長くなり、その結果、装置全体のスループットが低
下するという欠点がある。
Further, in such a substrate cooling device, as shown in FIG.
As shown in FIG. 2, when the high temperature substrate W is placed on the cooling plate 104 at the cooling start time t 1 , the substrate temperature T W of the substrate W is pulled and the plate temperature T P temporarily rises. Of course, at this time, the Peltier element 102 of the cooling plate 104 is controlled by the PID control so as to reach the target temperature TS for cooling. However, even in that case, the cooling capacity of the Peltier element 102 can be increased as much as possible. Since this is not possible, it is inevitable that the temperature of the cooling plate 104 temporarily becomes higher than the target temperature TS for cooling. Therefore, since the time t P until the plate temperature T P returns to the target temperature T S becomes long, the time t for cooling the substrate W to the target temperature T S
W also becomes long, and as a result, the throughput of the entire apparatus is reduced.

【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、冷却水の温度が変動しても、基板に対
して同一の温度条件で冷却をおこなうことができ、基板
の処理品質を安定させることができる基板冷却装置を提
供することを目的とする。また本発明は、基板を高速で
冷却して冷却時間を短縮することができ、かつ基板を安
定した条件で冷却することができる基板冷却装置を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and even if the temperature of the cooling water changes, the substrate can be cooled under the same temperature condition, and the substrate is processed. An object of the present invention is to provide a substrate cooling device capable of stabilizing the quality. It is another object of the present invention to provide a substrate cooling device that can cool a substrate at high speed to shorten the cooling time and can cool the substrate under stable conditions.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。請求項1
に係る基板冷却装置は、電子冷熱素子と、冷媒を流通さ
せることにより前記電子冷熱素子の熱を放熱させる放熱
手段とからなる冷却手段により基板載置部材を冷却し、
該基板載置部材に基板を接触載置または近接載置して当
該基板を冷却する基板冷却装置において、前記放熱手段
に流通する冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、
該冷媒温度検出手段が検出した冷媒温度に応じて、前記
基板載置部材に対する前記冷却手段の単位時間あたりの
吸熱量が所定の一定値になるように、前記電子冷熱素子
を駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
The present invention has the following constitution in order to achieve such an object. Claim 1
The substrate cooling device according to, cools the substrate mounting member by a cooling means comprising an electronic cooling element, and a heat radiating means for radiating the heat of the electronic cooling element by circulating a refrigerant,
In a substrate cooling device that cools the substrate by placing the substrate in contact with or close to the substrate placing member, a coolant temperature detecting means for detecting the temperature of the coolant flowing through the heat radiating means,
A control unit that drives and controls the electronic cooling / heating element such that the amount of heat absorbed by the cooling unit per unit time with respect to the substrate mounting member becomes a predetermined constant value in accordance with the coolant temperature detected by the coolant temperature detection unit. It is characterized by having and.

【0007】請求項2に係る基板冷却装置は、請求項1
において、前記制御手段が、冷媒温度の変動に対して、
前記冷却手段の単位時間あたりの吸熱量を所定の一定値
に保つための前記電子冷熱素子の駆動制御要素量を記憶
した記憶手段と、前記冷媒温度検出手段が検出した冷媒
温度に基づき、対応する前記駆動制御要素量を読み出す
読み出し手段と、該読み出し手段が読み出した前記駆動
制御要素量に基づき前記電子冷熱素子を駆動制御する駆
動制御手段とを備えたことを特徴とする。
A substrate cooling device according to a second aspect is the first aspect.
In the above, the control means, with respect to the fluctuation of the refrigerant temperature,
Based on the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detecting means, the memory means storing the drive control element amount of the electronic cooling / heating element for keeping the heat absorption amount per unit time of the cooling means at a predetermined constant value, and corresponding It is characterized by comprising a reading means for reading the drive control element amount, and a drive control means for driving and controlling the electronic cooling / heating element based on the drive control element amount read by the reading means.

【0008】請求項3に係る基板冷却装置は、請求項2
において、前記記憶手段が、複数の冷媒温度と、各冷媒
温度に対応する前記電子冷熱素子の駆動制御要素量とを
記憶したテーブルメモリであることを特徴とする。
A substrate cooling device according to a third aspect is the second aspect.
In the above, the storage means is a table memory that stores a plurality of refrigerant temperatures and drive control element amounts of the electronic cooling / heating elements corresponding to the respective refrigerant temperatures.

【0009】請求項4に係る基板冷却装置は、請求項2
または請求項3において、前記電子冷熱素子の前記駆動
制御要素量は、前記電子冷熱素子への供給電流のデュー
ティ比であることを特徴とする。
A substrate cooling device according to a fourth aspect is the second aspect.
Alternatively, in claim 3, the drive control element amount of the electronic cooling / heating element is a duty ratio of a current supplied to the electronic cooling / heating element.

【0010】請求項5に係る基板冷却装置は、電子冷熱
素子と、冷媒を流通させることにより前記電子冷熱素子
の熱を放熱させる放熱手段とからなる冷却手段により基
板載置部材を冷却し、該基板載置部材に基板を接触載置
または近接載置して当該基板を冷却する基板冷却装置に
おいて、前記基板の前記基板載置部材への載置を検出す
る載置検出手段と、前記放熱手段に流通する冷媒の温度
を検出する冷媒温度検出手段と、冷媒温度の変動に対し
て、前記冷却手段の単位時間あたりの吸熱量を、前記放
熱手段に流通される予め定められた上限温度の冷媒が流
通する場合の前記冷却手段の前記基板載置部材に対する
単位時間あたりの最大吸熱量と等しくするための前記電
子冷熱素子の駆動制御要素量を記憶した記憶手段と、前
記冷媒温度検出手段が検出した冷媒温度に基づき、対応
する前記駆動制御要素量を読み出す読みだし手段と、前
記基板の前記基板載置部材への載置時に、前記読み出し
手段により読み出された前記駆動制御要素量に基づき前
記電子冷熱素子を駆動制御する駆動制御手段とを備えた
ことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a substrate cooling device which cools a substrate mounting member by means of a cooling means including an electronic cooling element and a heat radiating means for radiating heat of the electronic cooling element by circulating a cooling medium. In a substrate cooling device that cools the substrate by placing the substrate on or in close proximity to the substrate placing member, a placement detecting unit that detects placement of the substrate on the substrate placing member, and the heat radiating unit. Refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant flowing through, the fluctuation of the refrigerant temperature, the amount of heat absorbed per unit time of the cooling means, the refrigerant of a predetermined upper limit temperature to be passed through the heat radiating means Storage means for storing the drive control element amount of the electronic cooling / heating element for equalizing the maximum heat absorption amount per unit time with respect to the substrate mounting member of the cooling means when circulating, and the coolant temperature detecting hand. Based on the refrigerant temperature detected by the reading means for reading the corresponding drive control element amount, and when the substrate is placed on the substrate placing member, the drive control element amount read by the reading means Drive control means for controlling the drive of the electronic cooling / heating element based on the above.

【0011】[0011]

【作用】請求項1に係る基板冷却装置によれば、冷却手
段は、電子冷熱素子と、冷媒を流通させることにより電
子冷熱素子の熱を放熱させる放熱手段とからなる。冷媒
温度検出手段が放熱手段に流通する冷媒の温度を検出
し、その冷媒温度に応じて、制御手段が、基板載置部材
に対する冷却手段の単位時間あたりの吸熱量が所定の一
定値になるように、電子冷熱素子を駆動制御するので、
基板載置手段に載置された基板も一定の条件で冷却され
る。
According to the substrate cooling apparatus of the first aspect, the cooling means comprises the electronic cooling element and the heat radiating means for radiating the heat of the electronic cooling element by circulating the refrigerant. The refrigerant temperature detecting means detects the temperature of the refrigerant flowing through the heat radiating means, and in accordance with the refrigerant temperature, the control means causes the amount of heat absorbed by the cooling means for the substrate mounting member per unit time to be a predetermined constant value. In addition, since the electronic cooling and heating element is driven and controlled,
The substrate placed on the substrate placing means is also cooled under constant conditions.

【0012】請求項2に係る基板冷却装置では、記憶手
段が、冷媒温度の変動に対して、冷却手段の単位時間あ
たりの吸熱量を所定の一定値に保つための電子冷熱素子
の駆動制御要素量を記憶している。冷媒温度検出手段が
検出した冷媒温度に対応する駆動制御要素量を読み出し
手段が読み出して、その駆動制御要素量に基づき駆動制
御手段が基板載置部材に対する冷却手段の単位時間あた
りの吸熱量が所定の一定値になるように電子冷熱素子を
駆動制御する。
In the substrate cooling device according to the second aspect of the present invention, the storage means has a drive control element for the electronic cooling element for keeping the amount of heat absorbed by the cooling means per unit time at a predetermined constant value with respect to fluctuations in the refrigerant temperature. I remember the amount. The read-out means reads out the drive control element amount corresponding to the coolant temperature detected by the coolant temperature detecting means, and the drive control means determines the heat absorption amount per unit time of the cooling means with respect to the substrate mounting member based on the drive control element amount. The electronic cooling / heating element is drive-controlled so as to be a constant value.

【0013】請求項3に係る基板冷却装置では、テーブ
ルメモリよりなる記憶手段が、複数の冷媒温度と、各冷
媒温度に対応する電子冷熱素子の駆動制御要素量とを記
憶している。冷媒温度検出手段が検出した冷媒温度に対
応する駆動制御要素量を読み出し手段が読み出して、そ
の駆動制御要素量に基づき駆動制御手段が基板載置部材
に対する冷却手段の単位時間あたりの吸熱量が所定の一
定値になるように電子冷熱素子を駆動制御する。
In the substrate cooling apparatus according to the third aspect of the present invention, the storage means including the table memory stores a plurality of refrigerant temperatures and the drive control element amounts of the electronic cooling / heating elements corresponding to the respective refrigerant temperatures. The read-out means reads out the drive control element amount corresponding to the coolant temperature detected by the coolant temperature detecting means, and the drive control means determines the heat absorption amount per unit time of the cooling means with respect to the substrate mounting member based on the drive control element amount. The electronic cooling / heating element is drive-controlled so as to be a constant value.

【0014】請求項4に係る基板冷却装置では、記憶手
段に電子冷熱素子の駆動制御要素量として、電子冷熱素
子への供給電流のデューティ比が用いられる。
In the substrate cooling apparatus according to the fourth aspect, the duty ratio of the current supplied to the electronic cooling / heating element is used as the drive control element amount of the electronic cooling / heating element in the storage means.

【0015】請求項5に係る基板冷却装置によれば、冷
却手段は、電子冷熱素子と、冷媒を流通させることによ
り電子冷熱素子の熱を放熱させる放熱手段とからなる。
冷媒温度の変動に対して、前記冷却手段の単位時間あた
りの吸熱量を、前記放熱手段に流通される予め定められ
た上限温度の冷媒が流通する場合の前記冷却手段の前記
基板載置部材に対する単位時間あたりの最大吸熱量と等
しくするための前記電子冷熱素子の駆動制御要素量が記
憶手段に記憶される。放熱手段に流通する冷媒の温度が
冷媒温度検出手段により検出され、検出された冷媒温度
に応じて、基板載置部材に対する冷却手段の単位時間あ
たりの吸熱量を、最大吸熱量にするための電子冷熱素子
の駆動制御要素量が読み出し手段により読み出される。
基板の前記基板載置部材への載置時には、電子冷熱素子
は、読み出し手段が読み出した駆動制御要素量に基づ
き、駆動制御手段により制御される。電子冷熱素子は、
冷媒温度が変動しても一定の冷却条件を損なわない範囲
で、冷却手段の単位時間あたりの吸熱量が最大となるよ
う駆動される。
According to the substrate cooling device of the fifth aspect, the cooling means comprises the electronic cooling element and the heat radiating means for radiating the heat of the electronic cooling element by circulating the refrigerant.
With respect to the fluctuation of the refrigerant temperature, the amount of heat absorbed per unit time of the cooling means, with respect to the substrate mounting member of the cooling means when the refrigerant having a predetermined upper limit temperature that is circulated in the heat radiating means flows. The drive control element amount of the electronic cooling element for equalizing the maximum heat absorption amount per unit time is stored in the storage means. The temperature of the refrigerant flowing through the heat radiating means is detected by the refrigerant temperature detecting means, and according to the detected refrigerant temperature, the heat absorption amount per unit time of the cooling means with respect to the substrate mounting member is an electron for making the maximum heat absorption amount. The drive control element amount of the cooling / heating element is read by the reading means.
When the substrate is placed on the substrate placing member, the electronic cooling / heating element is controlled by the drive control unit based on the drive control element amount read by the reading unit. Electronic cooling element
The cooling means is driven so as to maximize the amount of heat absorbed per unit time within a range that does not impair a constant cooling condition even if the refrigerant temperature fluctuates.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明に係る基板冷却装置の実施
例を示す全体縦断面図であり、図2はその要部の平面図
である。ハウジング1内の下方に基板冷却装置2が設け
られ、その上方に基板加熱装置3が設けられている。
FIG. 1 is an overall vertical cross-sectional view showing an embodiment of a substrate cooling device according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a main part thereof. A substrate cooling device 2 is provided below the housing 1, and a substrate heating device 3 is provided above the substrate cooling device 2.

【0018】基板冷却装置2は、処理室4内に冷却プレ
ート5を設けるとともに、その冷却プレート5に形成し
た貫通孔6を通じて複数本の基板支持ピン7を昇降可能
に設け、更に、図2に示すように、冷却プレート5上
に、冷却プレート5の表面と基板Wとの間に均一冷却の
ための所定の隙間(プロキシミティギャップ)を形成す
る複数個のプロキシミティボール8を設けて構成されて
いる。
In the substrate cooling device 2, a cooling plate 5 is provided in the processing chamber 4, and a plurality of substrate support pins 7 are vertically movable through through holes 6 formed in the cooling plate 5. Further, FIG. As shown, a plurality of proximity balls 8 are provided on the cooling plate 5 to form a predetermined gap (proximity gap) for uniform cooling between the surface of the cooling plate 5 and the substrate W. ing.

【0019】各基板支持ピン7を一体的に保持した支持
部材9にエアシリンダ10が連動連結され、そのエアシ
リンダ10の伸縮によって基板支持ピン7が昇降される
ように構成されている。各基板支持ピン7を上昇させた
状態で基板搬送ロボット(図示せず)により基板Wの搬
入・搬出を行い、そして、各基板支持ピン7を下降させ
ることにより、基板Wを冷却プレート5上の各プロキシ
ミティボール8に載置して支持できるようになってい
る。
An air cylinder 10 is interlockingly connected to a support member 9 that integrally holds each substrate support pin 7, and the substrate support pin 7 is moved up and down by the expansion and contraction of the air cylinder 10. The substrate W is loaded and unloaded by a substrate transfer robot (not shown) in a state where each substrate support pin 7 is raised, and each substrate support pin 7 is lowered to place the substrate W on the cooling plate 5. It can be mounted on and supported by each proximity ball 8.

【0020】冷却プレート5は、基板Wを載置するアル
ミニウム製の伝熱プレート11と、給水管12および排
水管13を接続した水冷式のアルミニウム製の放熱板1
4と、伝熱プレート11と放熱板14との間に介在され
た急冷用のペルチェ素子15とから構成されている。放
熱板14は、冷却水を循環させてペルチェ素子15の熱
を放熱するためのものである。伝熱プレート11の中央
箇所近くにペルチェ素子15によって冷却される冷却プ
レート5のプレート温度TP を測定するプレート温度セ
ンサ16が設けられている。また、放熱板14の給水管
12には冷却水温度センサ18が接続されており、給水
管12から放熱板14に流通する冷却水の温度を測温し
ている。
The cooling plate 5 is an aluminum heat transfer plate 11 on which a substrate W is placed, and a water-cooled aluminum heat dissipation plate 1 in which a water supply pipe 12 and a drain pipe 13 are connected.
4 and a Peltier element 15 for quenching interposed between the heat transfer plate 11 and the heat dissipation plate 14. The heat radiating plate 14 circulates cooling water to radiate the heat of the Peltier element 15. A plate temperature sensor 16 for measuring the plate temperature T P of the cooling plate 5 cooled by the Peltier element 15 is provided near the center of the heat transfer plate 11. A cooling water temperature sensor 18 is connected to the water supply pipe 12 of the heat dissipation plate 14 to measure the temperature of the cooling water flowing from the water supply pipe 12 to the heat dissipation plate 14.

【0021】次に、図3のブロック図を参照して制御系
の構成を説明する。図3に示すように、プレート温度セ
ンサ16、冷却水温度センサ18、後述する各設定値を
入力する入力部20、基板Wの送り出し信号を出力する
搬送制御部21それぞれが制御部22に接続されるとと
もに、この制御部22に、電磁弁17などを介してエア
シリンダ10を駆動する基板昇降駆動部27と、ペルチ
ェ素子15に対する冷却駆動部28とが接続されてい
る。
Next, the configuration of the control system will be described with reference to the block diagram of FIG. As shown in FIG. 3, the plate temperature sensor 16, the cooling water temperature sensor 18, an input unit 20 for inputting each set value described later, and a transfer control unit 21 for outputting a signal for sending the substrate W are connected to the control unit 22. At the same time, the control unit 22 is connected to a substrate elevating drive unit 27 that drives the air cylinder 10 via the solenoid valve 17 and the like, and a cooling drive unit 28 for the Peltier element 15.

【0022】入力部20では、オペレータがキーボード
等から冷却プレート5の設定温度等の必要な各設定値を
入力することにより、その入力された各設定値を制御部
22に出力して設定するようになっている。各設定値に
ついては後述する。
In the input unit 20, the operator inputs necessary set values such as the set temperature of the cooling plate 5 from a keyboard or the like, and outputs the set values thus input to the control unit 22 for setting. It has become. Each set value will be described later.

【0023】搬送制御部21では、例えば、基板搬送ロ
ボットによって搬入されてきた基板Wが冷却プレート5
の上方に上昇された基板支持ピン7に載置されるタイミ
ングを予め時間管理しておき、そのタイミングがきた
ら、基板Wが基板支持ピン7に載置されたとみなして基
板送り出し信号を制御部22に出力するようになってい
る。
In the transfer controller 21, for example, the substrate W loaded by the substrate transfer robot is used as the cooling plate 5.
The timing when the substrate W is lifted above the substrate support pin 7 is time-controlled in advance, and when the timing comes, it is considered that the substrate W is mounted on the substrate support pin 7 and the substrate sending signal is sent to the controller 22. It is designed to output to.

【0024】制御部22には、コントローラ23と、基
板Wを冷却すべき目標温度である第1の設定温度TS1
記憶する第1設定温度記憶部24と、冷却プレート5の
昇温ピークTH に対応付けられた第2の設定温度TS2
記憶されている第1テーブルメモリ30と、冷却水温度
センサ18により検出される冷却水温度TNの変動に対
して、ペルチェ素子15と放熱板14による伝熱プレー
ト11からの単位時間あたりの吸熱量を所定の一定値に
保つための、ペルチェ素子15の駆動制御要素量が記憶
されている第2テーブルメモリ31と、冷却プレート5
のプレート温度TP を制御する温度制御部26とが備え
られている。なお、各テーブルメモリ30,31に記憶
される第2の設定温度TS2,駆動制御要素量は、予め実
験的に定められる。第2テーブルメモリ31に記憶され
る駆動要素制御量は、具体的には、複数の冷却水温度T
Nに対して、その各温度に対応したペルチェ素子15の
駆動のための供給電流のデューティ(duty)比の値
である。詳細については後述する。
The control section 22 includes a controller 23, a first set temperature storage section 24 for storing a first set temperature T S1 which is a target temperature for cooling the substrate W, and a temperature rising peak T of the cooling plate 5. The first table memory 30 in which the second set temperature T S2 associated with H is stored, and the Peltier element 15 and the heat radiating plate with respect to the variation of the cooling water temperature TN detected by the cooling water temperature sensor 18. The second table memory 31 in which the amount of drive control elements of the Peltier element 15 for keeping the amount of heat absorbed from the heat transfer plate 11 per unit time by the unit 14 is maintained at a predetermined constant value, and the cooling plate 5.
And a temperature control unit 26 for controlling the plate temperature T P of the plate. The second set temperature T S2 and the drive control element amount stored in the table memories 30 and 31 are experimentally determined in advance. The drive element control amount stored in the second table memory 31 is, specifically, a plurality of cooling water temperatures T.
With respect to N, it is the value of the duty ratio of the supply current for driving the Peltier device 15 corresponding to each temperature. Details will be described later.

【0025】コントローラ23はいわゆるマイクロコン
ピュータよりなり、入力部20から与えられた第1の設
定温度TS1を第1設定温度記憶部24に記憶させる書き
込み機能と、搬送制御部21からの基板送り出し信号受
信により基板Wの冷却プレート5への載置を検出する載
置検出機能と、冷却水温度センサ18により検出される
冷却水の温度に応じたデューティ比を第2テーブルメモ
リ31から選択読み出しして温度制御部26に出力する
デューティ比読み出し機能と、プレート温度センサ16
により検出される冷却プレート5の温度の上昇のピーク
を検出するピーク検出機能と、検出した昇温ピーク温度
THに応じた第2の設定温度TS2を第1テーブルメモリ
30から選択読み出しする第2設定温度決定機能と、プ
レート温度センサ16により検出される冷却プレート5
の温度が決定した第2設定温度TS2になったことを判定
する判定機能と、冷却プレート5の温度が第2設定温度
TS2になったとき第1設定温度記憶部24に記憶されて
いる第1の設定温度TS1を読み出して後述する温度制御
部26に対しPID制御の目標温度として出力してPI
D制御の開始を指示するPID制御指示機能と、あらか
じめ設定した冷却処理時間tEの経過を計時する計時機
能と、その計時機能の計時結果や搬送制御部21からの
基板送り出し信号に応じて基板昇降制御部27に基板支
持ピン7を昇降させるためのピン下降指令、ピン上昇指
令を出力するピン制御機能とを有する。なお、デューテ
ィ比読み出し機能が設定したデューティ比の温度制御部
26への出力は、温度制御部26へのデューティ制御の
開始指示を兼ねている。
The controller 23 is composed of a so-called microcomputer, and has a writing function for storing the first set temperature T S1 given from the input section 20 in the first set temperature storage section 24 and a substrate sending signal from the transfer control section 21. A placement detection function of detecting the placement of the substrate W on the cooling plate 5 by reception, and a duty ratio corresponding to the temperature of the cooling water detected by the cooling water temperature sensor 18 are selectively read from the second table memory 31. The duty ratio read function for outputting to the temperature control unit 26 and the plate temperature sensor 16
The peak detection function of detecting the peak of the temperature rise of the cooling plate 5 detected by the second setting temperature TS2 corresponding to the detected temperature rising peak temperature TH is selectively read out from the first table memory 30. Cooling plate 5 with temperature determination function and plate temperature sensor 16
Determination function for determining that the temperature of the cooling plate 5 has reached the determined second set temperature TS2, and the first set temperature stored in the first set temperature storage unit 24 when the temperature of the cooling plate 5 reaches the second set temperature TS2. The set temperature TS1 of PID control is read out and output as a target temperature for PID control to a temperature control unit 26 which will be described later.
A PID control instructing function for instructing the start of D control, a time counting function for timing the elapse of a preset cooling processing time tE, and a substrate elevating / lowering according to a time counting result of the time counting function and a substrate sending signal from the transfer control unit 21. The control unit 27 has a pin control function for outputting a pin lowering command for raising and lowering the substrate support pin 7 and a pin raising command. The output of the duty ratio set by the duty ratio reading function to the temperature control unit 26 also serves as an instruction to start the duty control to the temperature control unit 26.

【0026】温度制御部26も、同じくいわゆるマイク
ロコンピュータよりなる。この温度制御部26は周知の
PID制御のためのプログラムを内蔵したPID制御機
能と、周知のデューティ制御のためのプログラムを内蔵
したデューティ制御機能とを有する。この2つの機能は
コントローラ23の制御により選択される。PID制御
機能においては、プレート温度センサ16によって計測
される冷却プレート5のプレート温度TPを参照し、冷
却駆動部28に制御信号を出力することにより、ペルチ
ェ素子15を所定の目標温度にPID制御する。この温
度制御部26がペルチェ素子15をPID制御すべき目
標温度は、コントローラ23から出力される設定温度で
ある。例えばコントローラ23から第1の設定温度TS1
が出力されたときには、ペルチェ素子15は第1の設定
温度TS1となるようにPID制御される。また、デュー
ティ制御機能においては、コントローラ23から出力さ
れるデューティ比に応じた制御信号を冷却駆動部28に
出力して、ペルチェ素子15に出力する電流をデューテ
ィ制御し、ペルチェ素子15を後述する正規化された最
大冷却出力で駆動する。また、温度制御部26はプレー
ト温度センサ16が計測した冷却プレート5のプレート
温度TPを常時入力し、コントローラ23へも伝える。
なお、本実施例では、コントローラ23や温度制御部2
6はそれぞれ単一のマイクロコンピュータにより各機能
を実現したが、これらの機能を個別に有する複数の回路
を別個に設けても良い。
The temperature control unit 26 also comprises a so-called microcomputer. The temperature control unit 26 has a PID control function containing a known program for PID control and a duty control function containing a known program for duty control. These two functions are selected by the control of the controller 23. In the PID control function, the Peltier element 15 is PID controlled to a predetermined target temperature by referring to the plate temperature TP of the cooling plate 5 measured by the plate temperature sensor 16 and outputting a control signal to the cooling drive unit 28. . The target temperature at which the temperature control unit 26 should perform PID control of the Peltier device 15 is the set temperature output from the controller 23. For example, from the controller 23 to the first set temperature TS1
Is output, the Peltier element 15 is PID-controlled so as to reach the first set temperature TS1. Further, in the duty control function, a control signal corresponding to the duty ratio output from the controller 23 is output to the cooling drive unit 28 to duty control the current output to the Peltier element 15, and the Peltier element 15 is controlled to a normal state described later. Drive with the maximum cooling output. Further, the temperature control unit 26 constantly inputs the plate temperature TP of the cooling plate 5 measured by the plate temperature sensor 16 and transmits it to the controller 23 as well.
In this embodiment, the controller 23 and the temperature control unit 2
Although each of the functions 6 is realized by a single microcomputer, a plurality of circuits each having these functions may be separately provided.

【0027】そして、制御部22はこれらの機能、構成
により、冷却水温度センサ18により検出される冷却水
の温度に応じて、伝熱プレート11に対するペルチェ素
子15と放熱板14の単位時間あたりの吸熱量を所定の
一定値になるよう、ペルチェ素子15を制御する。
Due to these functions and configurations, the control unit 22 controls the Peltier element 15 and the heat radiating plate 14 for the heat transfer plate 11 per unit time according to the temperature of the cooling water detected by the cooling water temperature sensor 18. The Peltier element 15 is controlled so that the heat absorption amount becomes a predetermined constant value.

【0028】本実施例の冷却制御は、冷却プレート5に
基板Wが載置された時点から、プレート温度TP が目標
温度(第1の設定温度TS1)よりも低い所定の温度(第
2の設定温度TS2)になるようにペルチェ素子15を最
大冷却出力で駆動制御し、プレート温度TP の温度上昇
を抑えることによって、基板Wを高速で冷却するもので
ある。そして、この最大冷却出力を、冷却水温度の変動
に対して単位時間あたりの吸熱量が一定になるよう正規
化して、冷却水の温度が変動しても、基板に対して同一
の安定した温度条件で冷却をおこなうことができるもの
である。また、プレート温度TP を最適な条件でコント
ロールし、基板温度TW が目標温度に接近するとき、そ
の接近を速やかに収束させることによって、基板Wを効
率良く冷却するものである。以下に具体的に説明する。
In the cooling control of this embodiment, the plate temperature T P is lower than the target temperature (first set temperature T S1 ) from the time when the substrate W is placed on the cooling plate 5 (second temperature). The substrate W is cooled at high speed by driving and controlling the Peltier element 15 at the maximum cooling output so that the set temperature T S2 ) of the plate temperature T S2 ) is controlled to suppress the temperature rise of the plate temperature T P. Then, this maximum cooling output is normalized so that the amount of heat absorbed per unit time becomes constant with respect to the fluctuation of the cooling water temperature, and even if the temperature of the cooling water fluctuates, the same stable temperature for the substrate is obtained. It can be cooled under the conditions. Further, the plate temperature T P is controlled under optimum conditions, and when the substrate temperature T W approaches the target temperature, the approach is quickly converged to efficiently cool the substrate W. This will be specifically described below.

【0029】上記構成による冷却制御動作につき、コン
トローラ23が実行する制御を示す図4,図5のフロー
チャートおよび図6のタイムチャートを用いて説明す
る。図6において(a)は基板指示ピン7の昇降による
基板Wの搬送タイミングを示し、(b)はタイムチャー
トであり、基板Wの基板温度TW を実線で、冷却プレー
ト5のプレート温度TP を破線で図示している。なお、
冷却開始時刻t1 において、基板Wが冷却プレート5に
載置されて冷却が開始されるが、その直後は基板温度T
W は高温であるため、図6の(b)では、その直後の基
板温度TW の記載を省略している。
The cooling control operation with the above configuration will be described with reference to the flow charts of FIGS. 4 and 5 and the time chart of FIG. 6 showing the control executed by the controller 23. In FIG. 6, (a) shows the transfer timing of the substrate W by raising and lowering the substrate indicating pin 7, and (b) is a time chart. The substrate temperature TW of the substrate W is shown by a solid line and the plate temperature T P of the cooling plate 5 is shown. Is indicated by a broken line. In addition,
At the cooling start time t 1 , the substrate W is placed on the cooling plate 5 to start cooling, and immediately after that, the substrate temperature T
Since W is a high temperature, in FIG. 6B, the substrate temperature T W immediately after that is omitted.

【0030】ステップ1:先ず、入力部20から各設定
値を入力する。各設定値としては、第1の設定温度TS1
としての基板Wを冷却すべき目標温度、基板Wの冷却開
始t1 から冷却終了t2 までの基板冷却時間tE 等があ
り、これらは基板Wの種類やペルチェ素子15の能力な
どに応じて予め実験的に決定されるものである。コント
ローラ23は、各設定値のうち第1の設定温度TS1を第
1設定温度記憶部24に記憶させる。第1の設定温度T
S1は、基板Wを冷却すべき目標温度であり、例えば、20
℃と設定される。なお、基板冷却時間tEはコントロー
ラ23の内部のメモリに記憶される。
Step 1: First, each set value is input from the input unit 20. As each set value, the first set temperature T S1
As the target temperature for cooling the substrate W, the substrate cooling time t E from the cooling start t 1 to the cooling end t 2 of the substrate W, and the like depending on the type of the substrate W and the capacity of the Peltier element 15. It is determined experimentally in advance. The controller 23 stores the first set temperature T S1 among the set values in the first set temperature storage unit 24. First set temperature T
S1 is a target temperature for cooling the substrate W, for example, 20
℃ is set. The substrate cooling time tE is stored in the memory inside the controller 23.

【0031】ステップ2:次に、コントローラ23は、
基板Wが冷却プレート5上に載置される以前、すなわち
基板Wの冷却開始t1 以前に温度制御部26に対し、P
ID制御の目標温度として第1の設定温度TS1を出力す
る。これにより、温度制御部26に対し、ペルチェ素子
15をPID制御すべき目標温度として第1の設定温度
TS1が設定され、以後、温度制御部26は、図6(b)
に示すように、冷却プレート5のプレート温度TP が第
1の設定温度TS1になるように、PID制御機能によっ
てペルチェ素子15を駆動する。その結果、基板Wが冷
却プレート5に載置される以前では、冷却プレート5の
プレート温度TP が予め基板を冷却すべき目標温度TS1
に保たれていることになる。
Step 2: Next, the controller 23
Before the substrate W is placed on the cooling plate 5, that is, before the cooling start t 1 of the substrate W is started, P
The first set temperature T S1 is output as the target temperature for ID control. As a result, the first set temperature TS1 is set as the target temperature for PID control of the Peltier element 15 in the temperature control unit 26.
As shown in, the Peltier element 15 is driven by the PID control function so that the plate temperature T P of the cooling plate 5 becomes the first set temperature T S1 . As a result, before the substrate W is placed on the cooling plate 5, the plate temperature T P of the cooling plate 5 is the target temperature T S1 for cooling the substrate in advance.
Will be maintained.

【0032】ステップ3,4,5:次に、コントローラ
23は、搬送制御部21から基板送り出し信号が出され
たかどうかを判断する。すなわち、基板Wが基板支持ピ
ン7上に搬入されたかどうかを判断する。基板Wが基板
支持ピン7上に搬入されると、コントローラ23は、基
板昇降駆動部27にピン下降指令を出し、エアシリンダ
10の収縮によって基板支持ピン7が下降されて基板W
が冷却プレート5上の各プロキシミティボール8に載置
される。これにより、基板W1は冷却プレート5上に近
接載置され、このときから基板W1の冷却動作が開始さ
れる(時刻t1)。コントローラ23は、ピン下降が完
了したかどうかを判断し、完了すると次のステップ6に
移行する。
Steps 3, 4, 5: Next, the controller 23 determines whether or not a substrate sending-out signal has been issued from the transfer control unit 21. That is, it is determined whether the substrate W has been loaded onto the substrate support pins 7. When the substrate W is loaded onto the substrate support pins 7, the controller 23 issues a pin lowering command to the substrate lift drive unit 27, and the substrate support pins 7 are lowered by contraction of the air cylinder 10 and the substrate W is moved.
Are placed on each proximity ball 8 on the cooling plate 5. As a result, the substrate W1 is placed close to the cooling plate 5, and the cooling operation of the substrate W1 is started from this time (time t1). The controller 23 determines whether or not the pin lowering is completed, and when completed, moves to the next step 6.

【0033】ステップ6,7,8:次に、コントローラ
23は、温度制御部26を介して冷却水温度センサ18
で計測される給水管12を流れる冷却水温度TN を読み
込む。読み込まれた冷却水温度TN に基づき、第2テー
ブルメモリ31から出力電流値のデューティ比を決定
し、これに基づいてペルチェ素子15を正規化された最
大冷却出力で駆動する。
Steps 6, 7, 8: Next, the controller 23 causes the cooling water temperature sensor 18 via the temperature controller 26.
The temperature T N of the cooling water flowing through the water supply pipe 12 measured at is read. The duty ratio of the output current value is determined from the second table memory 31 based on the read cooling water temperature T N , and the Peltier element 15 is driven with the normalized maximum cooling output based on this.

【0034】ここで、正規化された最大冷却出力を説明
する。プレート5に配備されたペルチェ素子15は、一
定の電流を供給しても、周囲温度、放熱板14の冷却水
温度、冷却水流量、プレート温度等の影響を受けて、そ
の冷却能力が変化する特性を有する。このうち、周囲温
度は、冷却プレート5が常温付近で使用されるものなの
で影響は少なく、また、冷却水流量もレギュレータや流
量調整弁などを設けることによりほぼ一定にすることが
できる。さらに、プレート温度も、処理中には若干変化
することがあるが、同一種の基板に対して同一の温度で
処理する限り全ての基板について同じ軌跡で変化するの
で、基板間での処理の不均一についての問題は生じな
い。
Here, the normalized maximum cooling output will be described. Even if a constant current is supplied, the Peltier element 15 arranged on the plate 5 is affected by the ambient temperature, the cooling water temperature of the radiator plate 14, the cooling water flow rate, the plate temperature, etc., and its cooling capacity changes. Have characteristics. Of these, the ambient temperature is less affected because the cooling plate 5 is used near room temperature, and the flow rate of the cooling water can be made almost constant by providing a regulator or a flow rate adjusting valve. Further, the plate temperature may change slightly during the process, but as long as the same type of substrate is processed at the same temperature, the plate temperature changes in the same trajectory for all the substrates. The problem of homogeneity does not arise.

【0035】しかし、冷却水は通常水道水が使われるの
で、その温度TN を一定にするような管理は困難で気温
の変化などによりその温度が大きく変化することにな
る。この冷却水温度の変化がペルチェ素子15の冷却能
力に影響を与えることになる。すなわち、冷却駆動部2
8からペルチェ素子15に一定の電流を供給しても、ペ
ルチェ素子15の熱を放熱する冷却水温度TN が変化す
ると、ペルチェ素子15の冷却能力はその変動要素の影
響を受ける。例えば、高温の冷却水が供給されてきた場
合には、ペルチェ素子15に最大の電流を供給しても冷
却能力は低く、一方、低温の冷却水が供給されてきた場
合には、同じ電流を供給しても冷却能力は高くなる。
However, since tap water is usually used as the cooling water, it is difficult to control the temperature T N to be constant, and the temperature greatly changes due to changes in temperature. This change in the cooling water temperature affects the cooling capacity of the Peltier element 15. That is, the cooling drive unit 2
Even if a constant current is supplied from 8 to the Peltier element 15, if the cooling water temperature T N for radiating the heat of the Peltier element 15 changes, the cooling capacity of the Peltier element 15 is affected by the variable element. For example, when high-temperature cooling water is supplied, even if the maximum current is supplied to the Peltier element 15, the cooling capacity is low, while when low-temperature cooling water is supplied, the same current is supplied. Even if supplied, the cooling capacity becomes high.

【0036】そこで、冷却水の温度を側温して、その温
度に基づいて、ペルチェ素子15に出力する電流のデュ
ーティ比を制御することにより、冷却水の温度に係わら
ず、常に一定の冷却能力を得るように最大冷却出力を補
正したものである。以下に、図7及び図8を参照して具
体的に説明する。図7は冷却水温度TN と、ペルチェ素
子15と放熱板14による伝熱プレート11からの単位
時間あたりの吸熱量Qとの関係を示し、図8(a)は冷
却水温度TN が基準となる温度、例えば30℃の場合の
電流iの出力制御状態を示し、図8(b)は冷却水温度
N が20℃に変わった場合の電流iの出力制御状態を
示している。
Therefore, by controlling the side temperature of the cooling water and controlling the duty ratio of the current output to the Peltier element 15 based on the temperature, the cooling capacity is always constant regardless of the temperature of the cooling water. The maximum cooling output is corrected to obtain Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIGS. 7 and 8. Figure 7 is a cooling water temperature T N, shows the relationship between the heat absorption amount Q per unit time from the heat transfer plate 11 by heat radiating plate 14 and the Peltier element 15, FIG. 8 (a) reference coolant temperature T N is 8 shows the output control state of the current i when the temperature becomes, for example, 30 ° C., and FIG. 8B shows the output control state of the current i when the cooling water temperature T N changes to 20 ° C.

【0037】図7に示すように、一般的に冷却水温度T
N が上昇するとペルチェ素子15と放熱板14による冷
却能力である吸熱量Qが減少する。例えば、冷却水温度
20℃のときの最大の吸熱量Qを100%とすると、冷
却水温度30℃では、同じ電流を流すと冷却水温度20
℃のときの80%の吸熱量Qになるような場合には、図
8(a)に示すように、冷却水温度30℃のときの冷却
能力を基準にとり、冷却水温度20℃のときでは、図8
(b)に示すように、ペルチェ素子15に供給する電流
iを適当な時間周期Sで区切り、その出力を80%にデ
ューティ制御して、基準となる冷却水温度30℃のとき
の吸熱量Qに合わせ込む。すなわち、基準となる冷却水
温度30℃のときは、一定値aの電流をペルチェ素子1
5に連続的に供給する。一方、冷却水温度20℃のとき
は、パルス状にON・OFF制御することにより、時間
周期Sにおいて80(ON状態)対20(OFF状態)
の割合で一定値aの電流をペルチェ素子15に供給す
る。このように、一定値aの電流をパルス状にON・O
FF制御するだけなので、最大冷却出力を容易に補正す
ることができる。これにより、冷却水温度TN が変化し
ても、常に一定の大冷却能力が得られる。これを正規化
された最大冷却出力という。なお、図7に示すようなグ
ラフから導かれた冷却水温度TN に対応付けられたデュ
ーティ比は予め実験的に求められているものである。ま
た、基準とする冷却水温度TN である30℃は放熱板1
4に供給される冷却水の上限温度であり、予め定められ
ている。そして、その上限温度の場合にペルチェ素子1
5を最大能力で駆動したとき、すなわち供給可能な最大
の電流aを連続して供給したときの単位時間あたりの吸
熱量Qが、最大吸熱量となる。
As shown in FIG. 7, generally, the cooling water temperature T
When N rises, the heat absorption amount Q, which is the cooling capacity of the Peltier element 15 and the heat dissipation plate 14, decreases. For example, assuming that the maximum heat absorption amount Q when the cooling water temperature is 20 ° C. is 100%, if the same current is applied at the cooling water temperature 30 ° C., the cooling water temperature 20
When the heat absorption amount Q is 80% at 80 ° C., as shown in FIG. 8A, the cooling capacity at the cooling water temperature of 30 ° C. is used as a reference, and at the cooling water temperature of 20 ° C. , Fig. 8
As shown in (b), the current i supplied to the Peltier element 15 is divided at an appropriate time period S, the output is duty-controlled to 80%, and the heat absorption amount Q when the reference cooling water temperature is 30 ° C. Adjust to. That is, when the reference cooling water temperature is 30 ° C., a current having a constant value a is applied to the Peltier element 1.
5 continuously. On the other hand, when the cooling water temperature is 20 ° C., ON / OFF control is performed in a pulsed manner so that 80 (ON state) vs. 20 (OFF state) in the time period S.
A current having a constant value a is supplied to the Peltier device 15 at a ratio of. In this way, the current of constant value a is turned on and off in a pulsed manner.
Since only FF control is performed, the maximum cooling output can be easily corrected. Thereby, even if the cooling water temperature T N changes, a constant large cooling capacity can always be obtained. This is called the normalized maximum cooling output. The duty ratio associated with the cooling water temperature T N derived from the graph shown in FIG. 7 is experimentally obtained in advance. The standard cooling water temperature T N of 30 ° C.
It is the upper limit temperature of the cooling water supplied to No. 4 and is predetermined. When the upper limit temperature is reached, the Peltier element 1
The maximum heat absorption amount is the heat absorption amount Q per unit time when 5 is driven with the maximum capacity, that is, when the maximum current a that can be supplied is continuously supplied.

【0038】ステップ9,10:基板Wの冷却が開始さ
れると、コントローラ23は、温度制御部26を介して
プレート温度センサ16で計測される冷却プレート5の
プレート温度TP を順次読み込む。コントローラ23
は、図6(b)に示すように、一定時間毎にプレート温
度TP を読み込んで、前回測定の温度TPnと今回測定の
温度TPn+1とを比較することにより、プレート温度TP
が昇温ピークに達したかどうかを判断している。すなわ
ち、前回測定の温度TPnより今回測定の温度TPn +1の方
が低くなれば、プレート温度TP が昇温ピークに達した
と判断する。なお、TPnよりTPn+1の方が低くなったと
きの温度TPnを昇温ピーク温度TH と称する。
Steps 9 and 10: When the cooling of the substrate W is started, the controller 23 sequentially reads the plate temperature T P of the cooling plate 5 measured by the plate temperature sensor 16 via the temperature controller 26. Controller 23
As shown in FIG. 6 (b), the plate temperature T P is read by reading the plate temperature T P at regular time intervals and comparing the temperature T Pn of the previous measurement with the temperature T Pn + 1 of the present measurement to determine the plate temperature T P.
Has reached the peak of temperature rise. That is, if the temperature T Pn +1 measured this time is lower than the temperature T Pn measured last time, it is determined that the plate temperature T P has reached the temperature rising peak. Incidentally, it referred to as temperature T Pn the elevated peak temperature T H at the time when the direction of T Pn + 1 from the T Pn becomes lower.

【0039】ステップ11:冷却プレート5のプレート
温度TP が昇温ピークに達すると、コントローラ23
は、第1テーブルメモリ30からその昇温ピーク温度T
H に対応付けられた第2の設定温度TS2を決定して読み
出す。
Step 11: When the plate temperature T P of the cooling plate 5 reaches the temperature rising peak, the controller 23
Is the temperature rise peak temperature T from the first table memory 30.
The second set temperature T S2 associated with H is determined and read.

【0040】第1テーブルメモリ30は、例えば、図6
(b)に示すように、昇温ピーク温度TH と第1の設定
温度(目標温度)TS1との温度差ΔTaと、この温度差
ΔTaに対応付けらた第1の設定温度TS1と第2の設定
温度TS2との温度差ΔTbとが記憶されているものであ
り、予め実験的に求められている。温度差ΔTaは基板
Wの初期温度あるいは基板サイズによって決まるもので
あり、温度差ΔTbは、温度差ΔTaに応じて、プレー
ト温度TP と基板温度TW とが互いに目標温度(第1の
設定温度TS1)に収束する時点(冷却終了t2 )を一致
させるように実験的に決定される。なお、第2の設定温
度TS2の温度の適否に基づく冷却(収束)時間の差違に
ついては後述する。
The first table memory 30 is, for example, as shown in FIG.
As shown in (b), the temperature difference ΔTa between the temperature rising peak temperature T H and the first set temperature (target temperature) T S1 and the first set temperature T S1 associated with this temperature difference ΔTa. The temperature difference ΔTb from the second set temperature T S2 is stored and is experimentally obtained in advance. The temperature difference ΔTa is determined by the initial temperature of the substrate W or the substrate size, and the temperature difference ΔTb depends on the temperature difference ΔTa when the plate temperature T P and the substrate temperature T W are the target temperatures (first set temperature). It is determined empirically so that the point of convergence to T S1 ) (end of cooling t 2 ) is matched. The difference in cooling (converging) time based on the suitability of the temperature of the second set temperature T S2 will be described later.

【0041】ステップ12,13:プレート温度TP
第2の設定温度TS2に達したかどうかを判断し、プレー
ト温度TP が第2の設定温度TS2に達した時点で、温度
制御部26に対し、PID制御の目標温度として第1の
設定温度TS1を設定する。すなわち、図6(b)に示す
ように、第2の設定温度に達した時点tS において、温
度制御部26はステップ8で開始された正規化された最
大冷却出力による冷却を終了し、冷却プレート5のプレ
ート温度TP が第1の設定温度TS1になるように、PI
D制御機能によってペルチェ素子15を駆動開始する。
[0041] Step 12: plate temperature T P is determined whether reaches the second set temperature T S2, when the plate temperature T P has reached the second set temperature T S2, the temperature control unit 26, the first set temperature T S1 is set as the target temperature for PID control. That is, as shown in FIG. 6B, at the time t S when the second set temperature is reached, the temperature control unit 26 finishes the cooling by the normalized maximum cooling output started in step 8, and the cooling is performed. PI is adjusted so that the plate temperature T P of the plate 5 becomes the first set temperature T S1.
The driving of the Peltier element 15 is started by the D control function.

【0042】ここで、図6(b)のタイムチャートに基
づいて基板冷却時の温度変化を説明する。
Here, the temperature change when the substrate is cooled will be described with reference to the time chart of FIG. 6 (b).

【0043】冷却開始時t1 において、冷却処理前の基
板Wが冷却プレート5に載置されると、その基板Wの基
板温度TW は高温状態(例えば100 ℃以上)なので、図
6に示すように、基板温度TW は冷却プレート5に吸熱
されることにより急激に下がり始める。一方、基板Wが
冷却プレート5に吸熱されることの熱移動量の方が、冷
却プレート5がペルチェ素子15で冷やされる熱移動量
よりも上回っている状況にあるので、冷却プレート5の
プレート温度TP は、基板Wに引っ張られて一時的に上
昇する。この時、冷却開始時t1 から第2の設定温度T
S2に達する時点tS までは、ペルチェ素子15が正規化
された最大冷却出力でたいへん強力に駆動されているの
で、基板Wに引っ張られるプレート温度TP の上昇が抑
えられる。従って、プレート温度TP が速く回復するこ
とになり、これに伴って基板温度TW も高速に冷却され
る。
When the substrate W before the cooling process is placed on the cooling plate 5 at the time t 1 of cooling start, the substrate temperature T W of the substrate W is in a high temperature state (for example, 100 ° C. or higher), so that it is shown in FIG. As described above, the substrate temperature T W begins to drop sharply by being absorbed by the cooling plate 5. On the other hand, since the heat transfer amount of the substrate W absorbed by the cooling plate 5 is higher than the heat transfer amount of the cooling plate 5 cooled by the Peltier element 15, the plate temperature of the cooling plate 5 is increased. T P is pulled by the substrate W and temporarily rises. At this time, from the start of cooling t 1 to the second set temperature T
Until the time point t S at which S2 is reached, the Peltier element 15 is driven very strongly with the normalized maximum cooling output, so that the rise of the plate temperature T P pulled by the substrate W is suppressed. Therefore, the plate temperature T P is quickly recovered, and the substrate temperature T W is also cooled at a high speed.

【0044】次に、最大冷却出力が正規化されている場
合と、正規化されていない場合とにおける基板冷却時間
の差違について図9を参照して説明する。図9(a)は
正規化された最大冷却出力で冷却した場合のタイムチャ
ート、図9(b)は正規化されずに冷却出力が上昇した
場合のタイムチャート、図9(c)は正規化されずに冷
却出力が低下した場合のタイムチャートである。なお、
ここでは昇温ピーク温度THが変わっても第2の設定温
度TS2は変わらないものと仮定する。
Next, the difference in substrate cooling time between when the maximum cooling output is normalized and when it is not normalized will be described with reference to FIG. FIG. 9A is a time chart when the cooling is performed with the normalized maximum cooling output, FIG. 9B is a time chart when the cooling output is increased without being normalized, and FIG. 9C is a normalized chart. It is a time chart when the cooling output is reduced without being performed. In addition,
Here, it is assumed that the second set temperature TS2 does not change even if the temperature rise peak temperature TH changes.

【0045】図9(a)に示すように、最大冷却出力が
正規化されている場合には、冷却終了t2 において、プ
レート温度TP と基板温度TW とが互いに目標温度(第
1の設定温度TS1)に収束する時点が一致することにな
り、目標温度に収束するまでプレート温度TP と基板温
度TW との温度差が大きく、基板Wを効率良く冷却する
ことができる。
As shown in FIG. 9A, when the maximum cooling output is normalized, at the end of cooling t 2 , the plate temperature T P and the substrate temperature T W are mutually equal to the target temperature (the first temperature). Since the points of convergence to the set temperature T S1 ) coincide, the temperature difference between the plate temperature T P and the substrate temperature T W is large until the target temperature is converged, and the substrate W can be cooled efficiently.

【0046】図9(b)に示すように、低温の冷却水が
供給されて冷却出力が上昇すると、プレート温度TP
あまり昇温せずに早期に第2の設定温度TS2に達するこ
とになる。従って、その時刻ts以後は第1の設定温度
TS1を目標としたPID制御による冷却が行われること
になってしまう。すなわち、正規化された最大冷却出力
による冷却が早期に終了してしまうので、最大冷却出力
による冷却時間の短縮の効果が少なく、かつ第1の設定
温度TS1を目標としたPID制御開始後には、プレート
温度TP が第1の設定温度TS1に制御されることになる
ので冷却終期におけるプレート温度TP と基板温度TW
との温度差が小さくなり、基板温度TWの目標温度への
収束に時間がかかり、結果として基板温度TW が目標温
度に達するまでの時間(基板冷却時間tE )が長くな
る。
As shown in FIG. 9 (b), when low-temperature cooling water is supplied and the cooling output rises, the plate temperature T P does not rise too much and reaches the second set temperature T S2 early. become. Therefore, after the time ts, cooling is performed by the PID control aiming at the first set temperature TS1. That is, since the cooling by the normalized maximum cooling output ends early, the effect of shortening the cooling time by the maximum cooling output is small, and after starting the PID control targeting the first set temperature TS1, Since the plate temperature T P is controlled to the first set temperature T S1 , the plate temperature T P and the substrate temperature T W at the end of cooling
And the temperature difference between the substrate temperature T W and the target temperature takes time to converge, and as a result, the time until the substrate temperature T W reaches the target temperature (substrate cooling time t E ) becomes long.

【0047】一方、図9(c)に示すように、高温の冷
却水が供給されて冷却出力が低下すると、プレート温度
P の昇温ピークTH が高くなり、かつ第2の設定温度
S2に達する時間tS も遅くなる。この間に基板Wは充
分に冷却されているので、プレート温度TP に伴って基
板温度TW までもが目標温度を下まわってしまう。その
結果、基板温度TW が目標温度に達するまでの時間(基
板冷却時間tE )が長くなる。
Meanwhile, as shown in FIG. 9 (c), the high-temperature coolant cooling power is supplied is decreased, plate temperature T heating peak T H of P becomes high, and the second set temperature T The time t S to reach S2 is also delayed. Since the substrate W is sufficiently cooled during this period, the substrate temperature T W falls below the target temperature along with the plate temperature T P. As a result, the time until the substrate temperature T W reaches the target temperature (substrate cooling time t E ) becomes long.

【0048】上記のように、最大冷却出力が正規化され
ていない場合には、冷却水の温度変動によって、基板冷
却時間tE が長くなり、基板温度TW の冷却履歴がバラ
ツクことになる。
As described above, when the maximum cooling output is not normalized, the substrate cooling time t E becomes long due to the temperature fluctuation of the cooling water, and the cooling history of the substrate temperature T W varies.

【0049】次に、第2の設定温度TS2の設定の適否に
基づく基板冷却時間の差違を図10を参照して説明す
る。図10(a)は基板Wの初期温度、基板サイズに応
じた適切な第2の設定温度TS2が設定された場合のタイ
ムチャート、図10(b)(c)は適切な第2の設定温
度TS2が設定されていない場合の例であり、図10
(b)は初期温度が低い(または、基板サイズが小さ
い)基板Wが供給されたときのタイムチャート、図10
(c)は適切な第2の設定温度TS2が設定されていない
場合に初期温度が高い(または、基板サイズが大きい)
基板Wが供給されたときのタイムチャートである。な
お、図10(a)(b)はいずれも図10(a)の場合
と同じ第2の設定温度TS2が設定されているものとす
る。
Next, the difference in the substrate cooling time based on the suitability of the setting of the second set temperature T S2 will be described with reference to FIG. FIG. 10A is a time chart when the initial temperature of the substrate W and an appropriate second set temperature T S2 according to the substrate size are set, and FIGS. 10B and 10C are appropriate second settings. This is an example when the temperature T S2 is not set, and FIG.
10B is a time chart when the substrate W having a low initial temperature (or a small substrate size) is supplied, FIG.
In (c), the initial temperature is high (or the substrate size is large) when the appropriate second set temperature T S2 is not set.
7 is a time chart when the substrate W is supplied. 10A and 10B, the same second set temperature T S2 as in the case of FIG. 10A is set.

【0050】図10(a)示すように、適切な第2の
定温度TS2が定された場合には、冷却終了時t2 に
て、プレート温度TP と基板温度TW とが互いに目
標温度(第1の設定温度TS1)収束する時点一致す
ることになり、目標温度に収束するまでプレート温度T
P と基板温度TW との温度差が大きく、基板Wを効率良
く冷却することができる。
[0050] As shown in FIG. 10 (a), a suitable second
Setting when the constant temperature TS2 is set is have your cooling at the end t2, the time to converge to match the plate temperature TP and the substrate temperature TW and each other target temperature (first set temperature TS1) And the plate temperature T is reached until the target temperature is reached.
Since the temperature difference between P and the substrate temperature TW is large, the substrate W can be cooled efficiently.

【0051】図10(b)に示すように、同じ第2の
定温度TS2で低温の基板Wが冷却プレート5載置され
ると、プレート温度TP はあまり昇温せずに早期に第2
の設定温度TS2に達することになる。従って、それ以後
は第1の設定温度TS1を目標としたPID制御による冷
却が行われることになってしまう。すなわち、正規化さ
れた最大冷却出力による冷却が早期に終了してしまうの
で、最大冷却出力による冷却時間の短縮の効果が少なく
かつ第1の設定温度S1を目標としたPID制御開始
後には、プレート温度TP が第1設定温度TS1制御
されることになるので、冷却終期おけるプレート温度
TP と基板温度TW との温度差が小さくり、基板温度
TW の目標温度への収束に時間がかり、結果として基
板温度TW が目標温度に達するまでの時間(基板冷却時
間tE )が長くなる。
As shown in FIG. 10B, the same second setting is used.
When cold substrate W at a constant temperature TS2 is placed on the cooling plate 5, the plate temperature TP second early without significant Atsushi Nobori
Will reach the set temperature TS2. Therefore, after that, the PID control is performed to cool the first set temperature TS1. That is, since the cooling by the normalized maximum cooling output ends early, the effect of shortening the cooling time by the maximum cooling output is small.
And After the PID control starts with the first set temperature T S1 and the target, it means that the plate temperature TP is controlled to the first set temperature TS1, the plate temperature TP and the substrate temperature TW which definitive cooling end temperature difference Ri of small, will have on the time to convergence to the target temperature of the substrate temperature TW is, as a result the time until the substrate temperature TW reaches the target temperature (substrate cooling time tE) becomes longer.

【0052】一方、図10(c)に示すように、同じ第
2の定温度TS2で高の基板Wが冷却プレート5に載
置さると、プレート度TP の昇温ピークTH が高く
なり、かつ第2の設定温度TS2に達する時間S も遅く
なる。このに基板Wは充分に冷却されているので、プ
レート温度TP に伴て基板温度TW までもが目標温度
を下まわってしう。その結果、基板温度TW が目標温
度に達するまでの時間(基板冷却時間tE )が長くな
る。
Meanwhile, FIG. 10 (c), the same as the second set temperature TS2 at high temperature of the substrate W Ru placed on the cooling plate 5, the plate temperature TP of heating peak TH Becomes higher, and the time t S for reaching the second set temperature T S2 is also delayed. Since the substrate W is sufficiently cooled during this, even the cormorants or to well below the target temperature until the substrate temperature TW in accompanied Tsu the plate temperature TP. As a result, the time until the substrate temperature TW reaches the target temperature (substrate cooling time tE) becomes long.

【0053】そこで、本実施例は、図10(b,図1
0(c)に二点鎖線で示すうに、低温の基板Wの場
合、昇温ピークH が低ければ、第2の設定温T’S2
を低く設することにより、冷却終了t2 において、プ
レート温度T’P と基板温度T’W とが互いに目温度
に収束する時点を一致させる一方、高温の基板Wの場
合、昇温ピークH が高ければ、第2の設定温T”S2
を高く設することにより、冷却終了t2 において、プ
レート温度T”P と基板温度T”W とが互いに目標温度
に収束する時点を一致させる。従って、初期温度の異な
る複数の基板Wを処理する場合、各基板間で目標温度に
収束する時点を一致させることにより、各基板の初期温
度(あるいは基板サイズ)に係わらず基板Wの冷却時間
が略一定になる。
Therefore, in this embodiment, FIG. 10 (b ) and FIG.
0 urchin I shown in (c) by a two-dot chain line, when cold of the substrate W, the lower the temperature increase peak T H, the second set temperature T'S2
By setting lower in cooling end t2, to match the time in which the plate temperature T'P and the substrate temperature T'W converges to goal temperature to each other. On the other hand, If the temperature of the substrate W, the higher the temperature increase peak T H, the second set temperature T "S2
By increasing configure, in cooling end t2, to match the time when the plate temperature T "P and the substrate temperature T" W converges to the target temperature with each other. Therefore, when processing a plurality of substrates W having different initial temperatures, the cooling time of the substrates W is irrelevant regardless of the initial temperature (or the substrate size) of each substrate by matching the time points at which the substrates converge to the target temperature. It becomes almost constant.

【0054】図6(b)にり、プレート温度TP が昇
温ピーク温度TH に応じた適切な第2の設定温度TS2に
達すると(時刻ts)、温度制御部26に対し、ペルチ
ェ素子15をPID制御すべき標温度として第1の
定温度TS1が設定される。これにより、プレート度T
P が第1の設定度TS1を目標としてPID制御される
ので、基板温度TW が第1設定温度TS1以下に冷やさ
ぎることなく度良く冷却さる。この際、tS 点
において、プレート温度TP と基板温度W の温度差Δ
S2(例えば0.5)が、従来の目標温度(第1の設
定温度TS1)と基板温度TW との温度差ΔTS1(例えば
0.3℃に比べて大きいので熱が速く移動すること
になり、これに伴って基板温度TW も第1の設定温度T
S1に速く到達することになる。従って、基板Wを目標温
度に正確に、かつ高速に冷却することができる。また、
複数枚の基板Wを処理する場合、各基板W間での冷却履
歴がほぼ一定になるので、例えば、基板Wにフォトレジ
スト液が塗布されている場合においてその感光特性等の
特性に基板間で不均一が生じるような不都合がない。
[0054] returns to FIG. 6 (b), the plate temperature TP and reaches a suitable second set temperature TS2 in accordance with the heating peak temperature TH (time ts), with temperature control unit 26, the Peltier element 15 the first set as targets temperature to be PID control
The constant temperature TS1 is set. As a result, the plate temperature T
Since P is PID controlled first set temperature TS1 as the target, the substrate temperature TW is Ru are precision be cooled without chilled over too be below the first set temperature TS1. At this time, in tS point, the temperature difference between the plate temperature TP and the substrate temperature T W delta
Since T S2 (for example, 0.5 ° C. ) is larger than the conventional temperature difference ΔTS1 (for example, 0.3 ° C. ) between the target temperature (first set temperature TS1) and the substrate temperature TW , heat moves quickly. As a result, the substrate temperature TW also changes to the first set temperature T
You will reach S1 faster. Therefore, the substrate W can be cooled to the target temperature accurately and at high speed. Also,
When processing a plurality of substrates W, the cooling history between the substrates W becomes substantially constant. Therefore, for example, when the photoresist liquid is applied to the substrates W, the characteristics such as the photosensitivity may be different between the substrates W. There is no inconvenience such as non-uniformity.

【0055】図4,図5のフローチャートに戻る。 ステップ4,15,16:次に、コントローラ23
は、予め設定され基板冷却時間tE がタイムアップし
たか否か判断する。なお、基板冷却時間tE は、基
の初期温度のバラツキ等を考慮してし長めに設定され
る。基板冷却時間tE がタイムアップすると、冷却終了
時t2 において、コントローラ23は、基板昇降駆動部
28にピン上昇指令を出し、エアシリンダ10の伸長に
よって基板支持ピン7を上昇させる。これにより、基板
Wは冷却プレート5の上方に持ち上げられて冷却が終了
する。そして、ステップ3に戻って、次基板Wが冷却
プレー5に載置されるまで、冷却プレート5のプレー
ト温度TP を第1の設定温度TS1に保持しておく。こ
らの動作を繰り返すことにより、複数枚の基板Wに対し
て、第1の設定温度TS1例えば20℃の常温まで冷却して
から次の処理工程へと移載していくのである。
Returning to the flow charts of FIGS. 4 and 5. Steps 14, 15, 16: Next, the controller 23
The substrate cooling time tE set in advance to determine whether or not the time is up. The substrate cooling time tE is board W
Taking into account the variations in the initial temperature of the set to a small tooth long. When the substrate cooling time tE is up, at the cooling end time t2, the controller 23 issues a pin raising command to the substrate raising / lowering drive unit 28 to extend the substrate support pins 7 by extending the air cylinder 10. As a result, the substrate W is lifted above the cooling plate 5 and the cooling is completed. Then, the process returns to step 3 until the next substrate W is placed on the cooling plates 5, holds the plate temperature TP of the cooling plate 5 to the first set temperature TS1. Is this
By repeating these operations, the plurality of substrates W are cooled to the first set temperature TS1, for example, room temperature of 20 ° C., and then transferred to the next processing step.

【0056】以上の構成により、基板Wを高速で冷却処
理でき、複数枚の基板Wを同じ冷却時間(冷却履歴)で
効率良く冷却処理することができる。結果、基板冷却装
置のスループットが向上して装置全体のスループットが
向上する。
With the above configuration, the substrates W can be cooled at a high speed, and a plurality of substrates W can be efficiently cooled in the same cooling time (cooling history). As a result, the throughput of the substrate cooling device is improved and the throughput of the entire device is improved.

【0057】なお、上記実施例において、ペルチェ素子
15が電子冷熱素子、冷却水が冷媒、放熱板14が放熱
手段、伝熱プレート11が基板載置部材、冷却水温度セ
ンサ18が冷媒温度検出手段、プレート温度センサ1
6、制御部22が制御手段、温度制御部26が駆動制御
手段、第2テーブルメモリ31が記憶手段に、それぞれ
相当する。また、コントローラ23において、デューテ
ィ比読み出し機能が読み出し手段、載置検出機能が載置
検出手段に、それぞれ相当する。
In the above embodiment, the Peltier element 15 is an electronic cooling element, the cooling water is a refrigerant, the heat radiating plate 14 is a heat radiating means, the heat transfer plate 11 is a substrate mounting member, and the cooling water temperature sensor 18 is a refrigerant temperature detecting means. , Plate temperature sensor 1
6, the control unit 22 corresponds to a control unit, the temperature control unit 26 corresponds to a drive control unit, and the second table memory 31 corresponds to a storage unit. Further, in the controller 23, the duty ratio reading function corresponds to the reading unit, and the placement detecting function corresponds to the placement detecting unit.

【0058】なお、上記実施例では、ペルチェ素子15
を制御するための駆動制御要素量がペルチェ素子15へ
流す電流のデューティ比であったが、それ以外の例えば
電流の大きさを駆動制御要素量としてもよい。
In the above embodiment, the Peltier element 15
Although the drive control element amount for controlling the current is the duty ratio of the current flowing to the Peltier element 15, other values, for example, the magnitude of the current may be used as the drive control element amount.

【0059】また、記実施例では、基板Wが冷却プレ
ート5に載置される前に、第1の設定温度TS1になるよ
うに制御ているが、本発明はれに限定されるもので
はなく、例えば、プレート温度TP が第1の設定温度T
S1よりも低い温度になるようにしても良い。すなわち、
冷却プレート5を、基板Wを冷却すべき目標温度よりも
低い所定の温になるように設定ることにより、基板
Wの冷却開始において、基板温度TW とプレート温度
TP との温度差が大きく、基板温度TW は目標温度より
も低い所定の温度に向かってより高速に冷却される。
[0059] In the above SL embodiment, before the substrate W is placed on the cooling plate 5, but is controlled such that the first set temperature TS1, the present invention is not limited to being this However, for example, the plate temperature TP is the first set temperature T
The temperature may be lower than S1. That is,
The cooling plate 5, by you to configure so as to lower predetermined temperature than the target temperature to be cooled to the substrate W, in the cooling start of the substrate W, the temperature difference between the substrate temperature TW and the plate temperature TP is Larger, the substrate temperature TW is cooled faster toward a predetermined temperature below the target temperature.

【0060】また、上記実施例では、基板Wの冷却開始
前と第2の設定温度TS2到達後にペルチェ素子15をP
ID制御で駆動しているが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば、オン・フ制御するものでも
く、要するに、冷却プレート5を、そのプレート温度T
P が第1の設定温度TS1になるように、それらの設定温
度を目標として制御駆動するものであれば良い。
In the above embodiment, the Peltier device 15 is set to P before the cooling of the substrate W is started and after the second set temperature TS2 is reached.
While driving in ID control, the present invention is not limited thereto, for example, also good it intended to control on-off
In short, the cooling plate 5 is attached to the plate temperature T
It suffices that the control drive is performed with those set temperatures as targets so that P becomes the first set temperature TS1.

【0061】また、上記実施例では、搬送制御部21か
らの基板送り出し信号を判別することにより、基板Wが
冷却プレート5上に搬入されたかどうかを検出している
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、
プレート温度センサ16を用いて所定の設定温度と比較
して基板Wが冷却プレート5上に搬入されたかどうかを
検出するようにしても良い。すなわち、基板Wが搬入さ
れると冷却プレート5も少なからず昇温するので、その
ことにより搬入を検知するようにしても良い。
Further, in the above-mentioned embodiment, it is detected whether or not the substrate W is carried onto the cooling plate 5 by discriminating the substrate sending-out signal from the transport control section 21, but the present invention is not limited to this. Not, for example,
The plate temperature sensor 16 may be used to detect whether the substrate W has been loaded onto the cooling plate 5 by comparing it with a predetermined set temperature. That is, when the substrate W is loaded, the cooling plate 5 also rises in temperature to some extent, and thus the loading may be detected.

【0062】また、上記実施例では、基板Wを冷却プレ
ート5上の各プロキシミティボール8上に載置すること
で、冷却プレート5上に近接載置しているが、本発明は
これに限定されるものではなく、例えば、プロキシミテ
ィボール8を設けずに基板Wを冷却プレート5上に直接
載置するようにしてもよい。
In the above embodiment, the substrate W is placed on each of the proximity balls 8 on the cooling plate 5 so as to be placed close to the cooling plate 5, but the present invention is not limited to this. However, the substrate W may be directly placed on the cooling plate 5 without providing the proximity ball 8.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1の発明によれば、冷媒温度に応じて冷却手段の単位時
間あたりの吸熱量が所定の一定値になるように電子冷熱
素子を駆動制御するので、冷却水の温度が変動しても、
基板に対して同一の温度条件で冷却をおこなうことがで
き、基板の処理品質を安定させることができる。
As is apparent from the above description, according to the first aspect of the invention, the electronic cooling element is provided so that the heat absorption amount per unit time of the cooling means becomes a predetermined constant value according to the refrigerant temperature. Since the drive is controlled, even if the temperature of the cooling water fluctuates,
The substrate can be cooled under the same temperature condition, and the processing quality of the substrate can be stabilized.

【0064】請求項2の発明によれば、いわゆる電子的
制御により、請求項1の装置を容易に実現できる。
According to the invention of claim 2, the device of claim 1 can be easily realized by so-called electronic control.

【0065】請求項3の発明によれば、各冷媒温度に対
応した電子冷熱素子の駆動制御要素量が予め決まってい
るので、電子冷熱素子に対する制御が高速かつ容易に行
える。
According to the third aspect of the present invention, since the drive control element amount of the electronic cooling / heating element corresponding to each refrigerant temperature is predetermined, the control of the electronic cooling / heating element can be performed quickly and easily.

【0066】請求項4の発明によれば、所望の吸熱量を
得るための電子冷熱素子に対する制御をきわめて容易に
行うことができる。
According to the invention of claim 4, it is possible to extremely easily control the electronic cooling element in order to obtain a desired heat absorption amount.

【0067】請求項5に係る基板冷却装置によれば、冷
却手段は、その単位時間あたりの吸熱量が冷媒温度が変
動しても一定の冷却条件を損なわない範囲でかつ最大の
吸熱量となるよう駆動されるので、基板載置手段に載置
された基板も一定の条件でかつ高速に冷却され、基板の
冷却履歴を一定に保ちかつ装置のスループットを向上さ
せることができる。
According to the substrate cooling device of the fifth aspect, the cooling means has a maximum heat absorption amount per unit time within a range in which a constant cooling condition is not impaired even if the coolant temperature fluctuates. Thus, the substrate placed on the substrate placing means is also cooled at a high speed under constant conditions, the cooling history of the substrate can be kept constant, and the throughput of the apparatus can be improved.

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

【図1】本発明に係る基板冷却装置の実施例を示す全体
縦断面図である。
FIG. 1 is an overall vertical cross-sectional view showing an embodiment of a substrate cooling device according to the present invention.

【図2】図1の要部の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a main part of FIG.

【図3】ブロック図である。FIG. 3 is a block diagram.

【図4】制御動作のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of a control operation.

【図5】制御動作のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of control operation.

【図6】タイムチャートである。FIG. 6 is a time chart.

【図7】第2テーブルメモリを説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a second table memory.

【図8】電流値のデューティ比を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a duty ratio of a current value.

【図9】最大冷却出力が正規化されている場合と、正規
化されていない場合とにおける基板冷却時間の差違につ
いて説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a difference in substrate cooling time between when the maximum cooling output is normalized and when it is not normalized.

【図10】第2の設定温度の設定の適否に基づく基板冷
却時間の差違を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a difference in substrate cooling time based on suitability of setting of a second set temperature.

【図11】従来装置の概略縦断面図である。FIG. 11 is a schematic vertical sectional view of a conventional device.

【図12】従来装置のタイムチャートである。FIG. 12 is a time chart of a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…基板冷却装置 4…処理室 5…冷却プレート 7…基板支持ピン 11…伝熱プレート(基板載置部材) 13…エアシリンダ 14…放熱板(放熱手段) 15…ペルチェ素子(電子冷熱素子) 16…プレート温度センサ 18…冷却水温度センサ(冷媒温度検出手段) 20…入力部 21…搬送制御部 22…制御部(制御手段) 23…コントローラ 24…第1設定温度記憶部 26…温度制御部 27…冷却駆動部 28…基板昇降駆動部 30…第1テーブルメモリ 31…第2テーブルメモリ(記憶手段) W…基板 2 ... Substrate cooling device 4 ... Processing chamber 5 ... Cooling plate 7 ... Substrate support pin 11 ... Heat transfer plate (substrate mounting member) 13 ... Air cylinder 14 ... Radiating plate (radiating means) 15 ... Peltier element (electronic cooling element) 16 ... Plate temperature sensor 18 ... Cooling water temperature sensor (refrigerant temperature detecting means) 20 ... Input section 21 ... Transport control section 22 ... Control section (control means) 23 ... Controller 24 ... First set temperature storage section 26 ... Temperature control section 27 ... Cooling drive unit 28 ... Substrate lift drive unit 30 ... First table memory 31 ... Second table memory (storage means) W ... Substrate

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子冷熱素子と、冷媒を流通させること
により前記電子冷熱素子の熱を放熱させる放熱手段とか
らなる冷却手段により基板載置部材を冷却し、該基板載
置部材に基板を接触載置または近接載置して当該基板を
冷却する基板冷却装置において、 前記放熱手段に流通する冷媒の温度を検出する冷媒温度
検出手段と、 該冷媒温度検出手段が検出した冷媒温度に応じて、前記
基板載置部材に対する前記冷却手段の単位時間あたりの
吸熱量が所定の一定値になるように、前記電子冷熱素子
を駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴とする基
板冷却装置。
1. A substrate mounting member is cooled by a cooling means including an electronic cooling / heating element and a heat radiating means for radiating heat of the electronic cooling / heating element by circulating a refrigerant, and the substrate is brought into contact with the substrate mounting member. In a substrate cooling device that cools the substrate by placing it on or in close proximity to it, in accordance with the coolant temperature detecting means for detecting the temperature of the coolant flowing through the heat radiating means, and the coolant temperature detected by the coolant temperature detecting means, A substrate cooling device comprising: a control unit that drives and controls the electronic cooling / heating element such that an amount of heat absorbed by the cooling unit per unit time with respect to the substrate mounting member becomes a predetermined constant value.
【請求項2】 前記制御手段は、 冷媒温度の変動に対して、前記冷却手段の単位時間あた
りの吸熱量を所定の一定値に保つための前記電子冷熱素
子の駆動制御要素量を記憶した記憶手段と、 前記冷媒温度検出手段が検出した冷媒温度に基づき、対
応する前記駆動制御要素量を読み出す読み出し手段と、 該読み出し手段が読み出した前記駆動制御要素量に基づ
き前記電子冷熱素子を駆動制御する駆動制御手段とを備
えたことを特徴とする請求項1記載の基板冷却装置。
2. The control means stores a drive control element amount of the electronic cooling element for keeping a heat absorption amount per unit time of the cooling means at a predetermined constant value in response to a change in refrigerant temperature. Means, a reading means for reading the corresponding drive control element amount based on the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detecting means, and drive control of the electronic cooling / heating element based on the drive control element amount read by the reading means. The substrate cooling apparatus according to claim 1, further comprising a drive control unit.
【請求項3】 前記記憶手段は、 複数の冷媒温度と、各冷媒温度に対応する前記電子冷熱
素子の駆動制御要素量とを記憶したテーブルメモリであ
ることを特徴とする請求項2記載の基板冷却装置。
3. The substrate according to claim 2, wherein the storage means is a table memory that stores a plurality of refrigerant temperatures and a drive control element amount of the electronic cooling / heating element corresponding to each refrigerant temperature. Cooling system.
【請求項4】 前記電子冷熱素子の前記駆動制御要素量
は、 前記電子冷熱素子への供給電流のデューティ比であるこ
とを特徴とする請求項2または請求項3記載の基板冷却
装置。
4. The substrate cooling apparatus according to claim 2, wherein the drive control element amount of the electronic cooling / heating element is a duty ratio of a current supplied to the electronic cooling / heating element.
【請求項5】 電子冷熱素子と、冷媒を流通させること
により前記電子冷熱素子の熱を放熱させる放熱手段とか
らなる冷却手段により基板載置部材を冷却し、該基板載
置部材に基板を接触載置または近接載置して当該基板を
冷却する基板冷却装置において、 前記基板の前記基板載置部材への載置を検出する載置検
出手段と、 前記放熱手段に流通する冷媒の温度を検出する冷媒温度
検出手段と、 冷媒温度の変動に対して、前記冷却手段の単位時間あた
りの吸熱量を、前記放熱手段に流通される予め定められ
た上限温度の冷媒が流通する場合の前記冷却手段の前記
基板載置部材に対する単位時間あたりの最大吸熱量と等
しくするための前記電子冷熱素子の駆動制御要素量を記
憶した記憶手段と、 前記冷媒温度検出手段が検出した冷媒温度に基づき、対
応する前記駆動制御要素量を読み出す読みだし手段と、 前記基板の前記基板載置部材への載置時に、前記読み出
し手段により読み出された前記駆動制御要素量に基づき
前記電子冷熱素子を駆動制御する駆動制御手段とを備え
たことを特徴とする基板冷却装置。
5. A substrate mounting member is cooled by a cooling means comprising an electronic cooling element and a heat radiating means for radiating heat of the electronic cooling element by circulating a refrigerant, and the substrate is brought into contact with the substrate mounting member. In a substrate cooling device that cools the substrate by placing it on or in close proximity to it, a placement detecting unit that detects placement of the substrate on the substrate placing member, and a temperature of a coolant that flows to the heat radiating unit is detected. And a cooling means in the case where a refrigerant having a predetermined upper limit temperature, which is circulated to the heat radiating means, circulates the amount of heat absorbed by the cooling means per unit time with respect to the fluctuation of the refrigerant temperature. Based on the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detection means, storage means for storing the drive control element amount of the electronic cooling element for equalizing the maximum heat absorption amount per unit time with respect to the substrate mounting member of Reading means for reading the corresponding drive control element amount, and driving the electronic cooling / heating element based on the drive control element amount read by the reading means when the substrate is placed on the substrate placing member. A substrate cooling apparatus comprising: a drive control unit for controlling.
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