JPH094953A - 基板冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板からの輻射熱により処理空間の雰囲気温
度が上昇するのを防止して、短時間で、しかも優れた温
調精度で基板を冷却することができる基板冷却装置を提
供する。 【構成】 処理空間ＳＰに面するユニットカバー２の内
面２ａに熱吸収層４が形成される。この熱吸収層４は、
アルミニウムよりも大きな熱の吸収率を有しており、基
板３からの輻射熱を効率良く吸収する。また、ユニット
カバー２の外面２ｂに冷却フィン５が取り付けられると
ともに、排気ユニットがカバー６と、ユニットカバー２
および冷却フィン５との間の気流経路７に接続され排気
する。これにより、吸収された熱をユニットカバー２の
外面２ｂおよび冷却フィン５により効率良く処理空間外
に放熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱処理された半導体
基板や液晶用用ガラス基板などの薄板状基板（以下、単
に「基板」という。）を冷却するための基板の冷却装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、液晶基板製造におけるフォトリ
ソグラフィー工程においては、ガラス基板表面に塗布さ
れたレジストを乾燥するため、当該基板をホットプレー
トなどの発熱体を備えた加熱装置上に載置して加熱して
高温で熱処理し、その後常温に冷却する工程が含まれ
る。このような冷却工程においては、図３に示すような
基板冷却装置が用いられている。

【０００３】図３は、従来の基板冷却装置を示す断面図
である。この基板冷却装置は、同図に示すように、アル
ミニウムなどの金属で形成された載置台（冷却プレー
ト）１と、その載置台１上に配置されて載置台１との間
で処理空間ＳＰを形成するユニットカバー２とを備えて
いる。この基板冷却装置では、高温の基板３を載置台１
に直接載置するとともに、その基板３を覆うようにユニ
ットカバー２を載置台１上に配置して処理空間ＳＰ内で
基板３の冷却処理を行う。具体的には、冷却水やペルチ
ェ素子等を使用して当該基板３を高温から所定の温度、
例えば１００℃から２３℃まで冷却する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にして高温の基板３を冷却している間に、冷却処理中の
基板３からの輻射熱がユニットカバー２に蓄熱される。
このため、載置台１とユニットカバー２とで形成される
処理空間ＳＰの雰囲気温度が載置台１の設定温度よりも
高くなり、基板３の温調精度の悪化を招いたり、目的の
温度にまで基板３を冷却するのに要する処理時間が長く
なってスループットに対して悪影響を及ぼすなどの問題
が生じている。

【０００５】本発明は、上述のような問題を解消して、
基板からの輻射熱により処理空間の雰囲気温度が上昇す
るのを防止して、短時間で、しかも優れた温調精度で基
板を冷却することができる基板冷却装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、載置
台と、前記載置台上に配置されて前記載置台との間で処
理空間を形成する第１カバー手段とを備え、前記処理空
間内で基板を載置台に直接もしくは所定の間隔をおいて
載置して当該基板を冷却する基板冷却装置であって、上
記目的を達成するため、前記処理空間に面する前記第１
カバー手段の内面に、熱の吸収率が前記第１カバー手段
より高い物質で構成された熱吸収層を形成するととも
に、前記第１カバー手段の外面に冷却フィンを設けてい
る。

【０００７】請求項２の発明は、前記第１カバー手段お
よび前記冷却フィンを取り囲むように配置されて前記第
１カバー手段および前記冷却フィンとの間で気流経路を
形成する第２カバー手段と、前記気流経路に接続されて
当該気流経路内を排気する排気手段と、をさらに備えて
いる。

【０００８】

【作用】請求項１の発明では、熱の吸収率が高い物質か
らなる熱吸収層が、処理空間に面する第１カバー手段の
内面に形成されて、基板からの輻射熱を効率良く吸収す
る。しかも、こうして吸収された熱は、第１カバー手段
の外面および当該外面に取り付けられた冷却フィンによ
り効率良く処理空間外に放熱される。このため、処理空
間の雰囲気温度の上昇が抑えられる。

【０００９】請求項２の発明では、第２カバー手段が第
１カバー手段および冷却フィンを取り囲むように配置さ
れて第１カバー手段などとの間で気流経路を形成してい
る。そして、この気流経路に排気手段が接続されて当該
気流経路内を排気して気流経路内に空気の流れを形成す
る。このため、第１カバー手段および冷却フィンによる
放熱が促進されて処理空間の雰囲気温度の上昇をより効
果的に抑制することができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明するが、これにより本発明の技術的範囲が制限さ
れるものではない。

【００１１】図１は、この発明にかかる基板冷却装置の
一実施例を示す断面図である。この基板冷却装置が従来
例（図３）と大きく相違する点は、以下の３点であり、
その他の構成はほぼ同一であるため、ここでは、相違点
を中心に説明する。

【００１２】まず第１点目に、この実施例にかかる基板
冷却装置では、図２に示すように、処理空間ＳＰに面す
るユニットカバー２の内面２ａに熱吸収層４が形成され
ている点である。この実施例では、ユニットカバー２は
アルミニウムで形成されており、特定の溶液（例えば硫
酸溶液やしゅう酸溶液）中での陽極電解によりユニット
カバー２の内面２ａに黒色酸化皮膜（通称：黒アルマイ
ト皮膜）を形成し、これを熱吸収層４としている。この
ようにして形成された熱吸収層（黒色酸化皮膜）４はア
ルミニウムよりも大きな熱の吸収率を有しており、基板
３からの輻射熱を効率良く吸収することができる。な
お、ここで、「熱の吸収率」とは、与えられた面に投射
される熱放射のエネルギーのうち、その面に吸収されて
熱となるものの割合をいう。なお、この実施例では、黒
色酸化皮膜により熱吸収層４を形成しているが、これ以
外に黒鉛板材により構成したり、ユニットカバー２の内
面２ａを塗装する等により、当該熱吸収層４の熱の吸収
率をユニットカバー２のそれよりも大きくすることで、
上記実施例と同様に、基板３からの輻射熱を効率良く吸
収することができる。

【００１３】第２点目の相違点は、この実施例では、ユ
ニットカバー２の外面２ｂに冷却フィン５が取り付けら
れている点である。このように冷却フィン５を取り付け
ることで、放熱表面積が大きくなり、ユニットカバー２
から熱を効率良く処理空間ＳＰの外側に放熱することが
できる。なお、冷却フィン５の形状や枚数などは任意で
ある。

【００１４】第３点目の相違点は、この基板冷却装置に
は、図１に示すように、載置台１、ユニットカバー２お
よび冷却フィン５を取り囲むように別のカバー６が配置
されるとともに、排気ユニット（図示省略）が設けられ
ている点である。このようにカバー６を配置すること
で、ユニットカバー２および冷却フィン５との間で気流
経路７が形成される。そして、この気流経路７には排気
ユニット（図示省略）が接続されており、この排気ユニ
ットを作動させると、同図の矢印で示すように、カバー
６の上面６ａに穿設された複数の貫通孔８から空気が気
流経路７に流入するとともに、気流経路７内の空気がユ
ニットカバー２の外面２ｂおよび冷却フィン５に当たり
ながら、排気ユニット側に流れる。このため、ユニット
カバー２の外面２ｂおよび冷却フィン５からの放熱をよ
り効果的に行うことができる。

【００１５】このように、この実施例にかかる基板冷却
装置によれば、ユニットカバー２の内面２ａに熱吸収層
４を形成して処理空間ＳＰ内の基板３からの輻射熱を効
率良く吸収するとともに、ユニットカバー２の外面２ｂ
および冷却フィン５から効率良く放熱するようにしてい
るので、基板３からの輻射熱を効率良く処理空間ＳＰの
外側に放熱することができ、処理空間ＳＰ内の雰囲気温
度の上昇を抑えることができる。その結果、高温の基板
３を短時間で、しかも優れた温調精度で所定の目的温度
に冷却することができる。

【００１６】なお、上記実施例では、ユニットカバー２
および冷却フィン５を全体的に別のカバー６で覆って気
流経路７を形成するとともに、排気ユニットにより気流
経路７に沿って空気を流すことで、ユニットカバー２お
よび冷却フィン５の放熱を促進させているが、これらの
構成は必須の構成要素というわけではない。ただし、放
熱効率を考慮した場合には、これらの構成を設けるのが
好適である。

【００１７】また、上記実施例では、ユニットカバー２
がアルミニウムで形成されている場合について説明した
が、ステンレス鋼などの別の金属材料で形成されている
場合についても同様にユニットカバー２の内面２ａに熱
吸収層４を設ければ良く、同様の効果が得られる。

【００１８】さらに、本発明は、基板３を載置台１の載
置面に直接載置するタイプの基板冷却装置のみならず、
プロキシミティピンなどにより基板３を当該載置面から
少し離した状態で水平に保持して冷却する基板冷却装置
に対しても適用することができる。

【００１９】また、上記実施例では排気ユニットにより
気流を発生させる説明をしたが、これに限らず、カバー
上面からＮ₂パージする構成としてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、熱の吸収率が高い物質からなる熱吸収層を、処理
空間に面する第１カバー手段の内面に形成して基板から
の輻射熱を効率良く吸収するとともに、吸収された熱を
第１カバー手段の外面および当該外面に取り付けられた
冷却フィンにより効率良く処理空間外に放熱するように
しているので、処理空間の雰囲気温度の上昇を抑えるこ
とができ、その結果、高温の基板を短時間で、しかも優
れた温調精度で冷却することができる。

【００２１】請求項２の発明によれば、第２カバー手段
を第１カバー手段および冷却フィンを取り囲むように配
置して第１カバー手段などとの間で気流経路を形成する
ともに、この気流経路に排気手段を接続し、当該気流経
路内を排気して気流経路内に空気の流れを形成している
ので、第１カバー手段の外面および冷却フィンによる放
熱が促進されて処理空間の雰囲気温度の上昇をより効果
的に抑制することができる。その結果、請求項１の発明
の場合よりも、より短時間で、しかもより高精度で基板
を冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる基板冷却装置の一実施例を示
す断面図である。

【図２】図１の基板冷却装置の部分拡大断面図である。

【図３】従来の基板冷却装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 載置台 ２ ユニットカバー（第１カバー手段） ２ａ （ユニットカバーの）内面 ２ｂ （ユニットカバーの）外面 ３ 基板 ４ 熱吸収層 ５ 冷却フィン ６ カバー（第２カバー手段） ７ 気流経路 ８ 貫通孔 ＳＰ 処理空間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 載置台と、前記載置台上に配置されて前
   記載置台との間で処理空間を形成する第１カバー手段と
   を備え、前記処理空間内で基板を載置台に直接もしくは
   所定の間隔をおいて載置して当該基板を冷却する基板冷
   却装置において、 前記処理空間に面する前記第１カバー手段の内面に、熱
   の吸収率が前記第１カバー手段より高い物質で構成され
   た熱吸収層が形成されるとともに、 前記第１カバー手段の外面に冷却フィンが設けられたこ
   とを特徴とする基板冷却装置。
2. 【請求項２】 前記第１カバー手段および前記冷却フィ
   ンを取り囲むように配置されて前記第１カバー手段およ
   び前記冷却フィンとの間で気流経路を形成する第２カバ
   ー手段と、 前記気流経路に接続されて当該気流経路内を排気する排
   気手段と、をさらに備える請求項１記載の基板冷却装
   置。