JPH11329922A - 基板冷却装置および基板冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板を均一に冷却できる基板冷却装置を提供す
る。 【解決手段】クーリングプレート１２の基板冷却面１２
Ａに載置された基板Ｓの上面の中央部には、エア供給ノ
ズル４１からの冷却用空気が供給される。基板冷却面１
２Ａには、プロキシミティボール１３が配設されてい
て、基板Ｓは、基板冷却面１２Ａとの間に一定の間隙δ
を保持した状態で支持される。基板冷却面１２Ａの中央
には排気口５３が形成されていて、基板Ｓの下面側の空
間の雰囲気を吸引して排気できるようになっている。エ
ア供給ノズル４１から供給された冷却用空気は、基板Ｓ
の上面の中央部にぶつかった後にその周縁部に向かい、
さらに、基板Ｓの下面側に回り込んで、この下面側の空
間を換気する。 【効果】基板Ｓの熱反りを防止できるから、基板Ｓを均
一にかつ効率的に冷却できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
液晶表示装置用ガラス基板およびプラズマディスプレイ
パネル（ＰＤＰ）用ガラス基板などの各種被処理基板に
対して、冷却処理を行うための基板冷却装置および基板
冷却方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置の製造工程では、フォトリ
ソグラフィ工程により、ガラス基板の表面に種々の薄膜
が繰り返しパターン形成される。フォトリソグラフィ工
程では、基板上のレジスト膜を露光機によって露光し、
この露光後のレジスト膜を現像することによって、所要
のパターンのレジスト膜が基板上に形成される。

【０００３】露光機における露光精度を高めるために
は、露光処理前の基板温度を厳密に管理して、基板の熱
伸縮による露光位置や露光焦点のずれを最小化しなけれ
ばならない。そのため、露光機に搬入される前の基板
は、クーリングプレートと呼ばれる基板冷却体を有する
基板冷却装置に搬入され、たとえば、２３℃（常温）に
冷却される。

【０００４】基板冷却装置には、従来から、クーリング
プレートの表面に基板を真空吸着させることにより、熱
伝導によって基板からの熱を奪う吸着式のものが広く用
いられてきた。しかし、取り扱われる基板が大型化し、
かつ、基板表面に形成される素子構造が微細化してきた
今日では、基板を吸着式のクーリングプレートから剥離
するときに生じる剥離帯電による静電破壊の問題が顕著
になってきている。また、この剥離帯電によって発生す
る静電気が基板搬送用のロボットに流れ込み、基板の搬
送が停止してしまうなどの周辺機器への悪影響もあっ
た。そのため、いわゆるプロキシミティ式の基板冷却装
置が好まれるようになってきている。

【０００５】プロキシミティ式の基板冷却装置では、ク
ーリングプレートの表面に複数のプロキシミティボール
が突設されており、このプロキシミティボール上に処理
対象の基板が載置される。そして、基板とクーリングプ
レートとの間の間隙（０．１ｍｍないし５ｍｍ程度）に
おける熱対流やその間の空気を介しての熱伝導により、
基板から熱が奪われ、基板の冷却処理が達成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このプロキシミティ式
の基板熱処理装置における問題は、基板のクーリングプ
レート対向面とその反対の面との間の温度差のために、
基板に熱反りが生じることである。

【０００７】すなわち、たとえば、基板加熱処理装置に
よって加熱された後の基板をクーリングプレート上に載
置して基板を冷却する場合には、図４に示すように、ク
ーリングプレート１の基板冷却面１Ａに対向した状態で
プロキシミティボール３によって支持されている基板Ｓ
の下面の冷却は、その上面の冷却よりもすみやかに進行
する。そのため、基板Ｓの下面の熱収縮量がその上面の
熱収縮量よりも多くなり、基板Ｓの中央部Ｍがクーリン
グプレート１の基板冷却面１Ａから浮き上がることにな
る。

【０００８】このような基板の熱反りのために、基板の
全部分に対して均一な冷却処理を施すことができなくな
るから、冷却処理後の基板の各部における温度分布が均
一にならないという問題がある。すなわち、たとえば、
図５に示すように、基板の中央部と周縁部とにおいて、
比較的大きな温度差ΔＴ１が生じていた。

【０００９】さらに、基板加熱処理装置によって加熱さ
れた後の基板は、クーリングプレート１まで搬送される
までの間に、基板Ｓの中央部よりもその周辺部のほうが
自然放熱量が大きいため中央部に熱が篭り、クーリング
プレート１に載置されるときには、基板Ｓの中央部の温
度が周辺部に比べて必ず高くなっており、このことがさ
らに基板の温度分布の不均一の要因となっている。

【００１０】また、基板の一部が、基板冷却面から浮き
上がることにより、基板の冷却効率が悪く、基板に対す
る冷却処理に時間がかかるという問題もあった。

【００１１】そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、基板に対して均一に冷却処理を施すこと
ができる基板冷却装置および基板冷却方法を提供するこ
とである。

【００１２】また、この発明の他の目的は、基板に対す
る冷却処理を効率的に行える基板冷却装置および基板冷
却方法を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板を近
接させて冷却するための基板冷却面と、この基板冷却面
で冷却される基板の、基板冷却面とは反対側の一方面の
中央部に向けて、所定の温度の気体を供給する気体供給
口を有する気体供給手段とを含むことを特徴とする基板
冷却装置である。

【００１４】上記の構成によれば、基板の一方面から
は、気体供給手段からの気体による冷却が行われ、その
他方面からは、基板冷却面による冷却が行われる。その
ため、基板両面の冷却処理が均等化されるため、基板両
面の冷却の進行速度の相違に起因する熱反りが生じるこ
とがない。そのため、基板冷却面による基板の冷却を、
基板の各部に対して均一に施すことができるうえ、基板
冷却処理速度を大幅に向上できる。

【００１５】また、特に基板の中央部に対して気体が供
給されるので、基板の周辺部よりも温度の高い基板の中
央部を効率的に冷却することができ、これによっても、
基板の温度分布の均一性をさらに向上できるうえ、基板
冷却処理速度をさらに向上できる。

【００１６】また、基板の一方面の中央部への気体の供
給により、基板に対して接触することなく、基板の中央
部が基板冷却面から浮き上がることを力学的に抑制でき
るので、これによっても、基板の熱反りの抑制が図ら
れ、さらに、基板の一方面を適当な部材で押し付けて基
板の浮き上がりを防止する場合に比べ、基板の一方面へ
のダメージを軽減しつつ、基板と部材との接触によるパ
ーティクルの発生を防止することもできる。

【００１７】なお、気体供給手段から供給される気体の
温度は、この気体が供給されるときの基板の温度よりも
低く設定され、たとえば基板の冷却目標温度とほぼ同じ
温度に設定されてもよいが、基板の冷却目標温度以下の
温度とされることが好ましい。また、基板冷却面の温度
についても同様に、基板の冷却目標温度以下とされるこ
とが好ましい。これにより、基板冷却処理速度をさらに
向上できる。請求項２記載の発明は、上記気体供給手段
は、上記基板の一方面の中央部に向けて、上記所定の温
度の気体を、当該基板にほぼ垂直に供給するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の基板冷却装置であ
る。

【００１８】この構成によれば、基板の一方面の中央に
向けてほぼ垂直に冷却用の気体が供給されるので、この
気体は、基板にぶつかった後、基板の周縁部に向かうよ
どみのない気流を形成する。これにより、基板の一方面
の冷却を各部において均一に行えるうえ、基板の表面に
パーティクルが付着することを防止できる。また、気体
の乱流が生じないので、周辺のパーティクルが巻き上げ
られることがなく、これよっても、基板上のパーティク
ルの低減を図ることができる。

【００１９】請求項３記載の発明は、上記気体供給手段
は、少なくとも上記基板が基板冷却面に近接されている
状態のときに、上記基板の一方面の中央部に向けて上記
気体を供給するものであることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の基板冷却装置である。

【００２０】この構成によれば、基板の両面からの冷却
が並行して行われるので、基板冷却処理を短時間で完了
させることができる。また、基板の両面の冷却処理速度
を均等化できるので、基板の熱反りを効果的に防止でき
る。

【００２１】請求項４記載の発明は、上記基板冷却面で
冷却される基板と上記基板冷却面との間に間隙を規制す
る間隙部材をさらに含むことを特徴とする請求項１ない
し３のいずれかに記載の基板冷却装置である。

【００２２】この構成によれば、基板と基板冷却面との
間隙を確実に一定に規制できるので、複数枚の基板に対
して均一な冷却処理を施すことができる。また、基板冷
却面に複数の間隙部材を分散して配置しておけば、基板
の各部において、基板冷却面と基板との間隙を均一化で
きるから、基板の各部の冷却を均一に行える。

【００２３】請求項５記載の発明は、上記基板冷却面で
冷却される基板と上記基板冷却面との間の雰囲気を換気
する換気手段をさらに含むことを特徴とする請求項４に
記載の基板冷却装置である。

【００２４】この構成によれば、基板冷却面と基板との
間の空間が換気されるので、この空間内に熱雰囲気が滞
留することがない。これにより、基板の冷却を効率的に
行うことができる。

【００２５】請求項６記載の発明は、上記換気手段は、
上記基板冷却面で冷却される基板と上記基板冷却面との
間の雰囲気を吸引する排気手段を含むことを特徴とする
請求項５に記載の基板冷却装置である。

【００２６】この構成によれば、基板冷却面と基板との
間の空間の排気を行うことにより、気体供給手段から供
給された気体を当該空間に導くことができる。これによ
り、気体供給手段から供給された気体の巻き上がりを防
止できるので、基板へのパーティクルの付着を効果的に
防止できる。

【００２７】また、基板の両面から当該気体による冷却
が行われることになるので、基板両面の冷却処理をさら
に均等化できる。これにより、基板の熱反りをさらに効
果的に抑制できる。

【００２８】請求項７記載の発明は、上記気体供給手段
の供給口を、上記基板冷却面に対して相対的に近接また
は離隔させるための移動手段をさらに含むことを特徴と
する請求項１ないし６のいずれかに記載の基板冷却装置
である。

【００２９】この構成によれば、たとえば、基板冷却面
に対して基板を近接させたり、基板冷却面から基板を離
隔したりする際には、気体供給口を基板から待避させて
おくことができる。そのため、基板に気体を供給すると
きには、気体供給口を基板に十分に近接させることがで
き、これにより、基板の一方面からの冷却を効果的に行
える。

【００３０】請求項８記載の発明は、基板冷却面に基板
を近接させて基板を冷却する基板冷却方法において、基
板冷却面で冷却される基板の、基板冷却面とは反対側の
一方面の中央部に向けて、所定の温度の気体を供給する
ことを特徴とする基板冷却方法である。

【００３１】この方法により、請求項１の発明と同様な
効果を達成できる。

【００３２】なお、この請求項８の発明に、請求項２な
いし７に記載されたいずれか１つまたは２つ以上の特徴
が組み合わせられてもよいことは言うまでもない。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００３４】図１は、この発明の一実施形態の基板冷却
装置の構成を説明するための図解的な断面図である。こ
の基板冷却装置は、クリーンルーム内に設置されて用い
られ、たとえば、液晶表示装置の製造工程において、液
晶表示装置用ガラス基板Ｓ（以下単に「基板Ｓ」とい
う。）を所定の冷却目標温度（たとえば、２３℃（室
温））に冷却するための装置である。

【００３５】このような基板冷却装置は、たとえば、フ
ォトリソグラフィ工程において適宜用いられる。すなわ
ち、フォトリソグラフィ工程には、基板Ｓの表面にレジ
ストを塗布し、このレジストにプリベーク処理を施して
乾燥させることによりレジスト膜を形成するレジスト膜
形成工程、レジスト膜が形成された基板Ｓを露光機に搬
入し、レジスト膜を露光して潜像を形成する露光工程、
露光されたレジスト膜に現像液を供給して潜像を現像す
る現像工程が含まれる。これらの工程のなかで、たとえ
ば、レジスト塗布処理の前および露光処理の前などに、
基板Ｓの冷却処理が行われる。図１の装置は、いずれの
冷却処理にも適用可能であるが、たとえば、レジスト塗
布後にレジストを乾燥させるプリベーク処理などのよう
な加熱処理が施された後の基板Ｓを冷却する場合に、と
くに有利に用いることができる。

【００３６】具体的構成について説明すると、この基板
冷却装置は、隔壁１０で区画されたほぼ直方体形状の処
理室１１（冷却処理室）内に、処理対象の基板Ｓよりも
若干大きめのクーリングプレート１２（基板冷却体）を
有している。このクーリングプレート１２は、ほぼ水平
な基板冷却面１２Ａを有し、この基板冷却面１２Ａに
は、球状のプロキシミティボール１３（間隙部材）が複
数個突設されている。クーリングプレート１２の内部に
は、冷却水経路１４が形成されており、この冷却水経路
１４に、温調水ユニット１５からの温度調整された冷却
水（たとえば２３℃）が供給され、冷却水経路１４を出
た冷却水は再び温調水ユニット１５に帰還されるように
なっている。

【００３７】クーリングプレート１２を上下方向に貫通
するように複数本のリフトピン１６が配置されており、
このリフトピン１６と、このリフトピン１６を昇降する
エアシリンダなどを含む昇降駆動機構１７とによって、
基板Ｓを基板冷却面１２Ａに対して近接／離隔させる近
接／離隔機構が構成されている。リフトピン１６は、そ
の上端に基板Ｓを支持することができ、昇降駆動機構１
７による昇降によって、基板Ｓを、図外の基板搬送ロボ
ットとの間での基板受け渡しのための基板受け渡し高さ
（二点鎖線の位置）に支持できる他、クーリングプレー
ト１２の基板冷却面１２Ａよりも下方（正確にはプロキ
シミティボール１３よりも下方）にその上端を埋没させ
ることにより、基板Ｓを基板冷却面１２Ａ上（正確には
プロキシミティボール１３上）に載置することができる
（実線の位置）。

【００３８】基板搬送ロボットが対向可能な前面隔壁１
０Ａには、基板受け渡し高さに対応する位置に、基板通
過口１９が形成されており、この基板通過口１９を開閉
するためのシャッタ機構２０が設けられている。このシ
ャッタ機構２０は、基板通過口１９を閉塞することがで
きるシャッタ板２１と、このシャッタ板２１を、基板通
過口１９を閉塞した閉成位置と、基板通過口１９を開放
した開成位置との間で移動させるシャッタ駆動機構２２
とを有している。シャッタ板２１を開成位置として基板
通過口１９を開放した状態では、基板搬送ロボットの基
板保持ハンドは、処理室１１内に入り込んで、リフトピ
ン１６との間で基板Ｓの授受を行うことができる。

【００３９】天面隔壁１０Ｃとクーリングプレート１２
との間には、基板冷却面１２Ａに載置される基板Ｓ対し
て垂直な方向である鉛直方向に沿って下方に冷却用空気
を供給するエア供給ノズル４１が設けられている。この
エア供給ノズル４１は、上下動自在に設けられており、
ノズル昇降機構４２（移動手段）によって昇降されるこ
とにより、その下端の吐出口４１ａ（気体供給口）を、
基板冷却面１２Ａ上に載置された基板Ｓに対して近接／
離隔させることができるようになっている。

【００４０】また、エア供給ノズル４１には、温調給気
装置４３から圧送される基板冷却目標温度（たとえば、
２３℃）にほぼ等しい温度の冷却用空気（冷却用の気
体）が、エア供給配管４４を介して供給されるようにな
っている。このエア供給配管４４には、エア供給路を開
閉するためのエア供給弁４５と、エア供給配管４４を介
してエア供給ノズル４１に供給される冷却用空気を清浄
化する浄化機構としてのフィルタ４６とが介装されてい
る。このように、エア供給ノズル４１および温調給気装
置４３などにより、気体供給手段が構成されている。

【００４１】なお、上記温調ユニット１５、昇降駆動機
構１７、シャッタ駆動機構２２およびノズル昇降機構４
２の各動作、ならびにエア供給弁４５の開閉動作など
は、マイクロコンピュータなどを備えた制御装置３５に
よって制御されるようになっている。

【００４２】図２は、クーリングプレート１２に関連す
る要部の構成を示す拡大断面図である。エア供給ノズル
４１は、基板冷却面１２Ａに載置された状態の基板Ｓに
対してほぼ垂直に冷却用空気を供給するので、この冷却
用空気は、基板Ｓの上面中央部にぶつかった後、この基
板Ｓの周縁部へと向かう気流を形成する。この周縁部に
向かう気流を受け、冷却用空気を基板Ｓの下面側へと導
くほぼコ字状の気体経路を形成するために、基板冷却面
１２Ａの周囲には、ほぼ全周にわたって気流捕捉部材５
０が配置されている。

【００４３】この気流捕捉部材５０は、断面がほぼ逆Ｌ
字状に形成されており、その上端縁には、基板冷却面１
２Ａに載置された基板Ｓの上面よりも高い位置において
基板冷却面１２Ａの内方側に向かって迫り出した迫出し
部５０ａと、この迫出し部５０ａの基端縁から垂下した
垂下部５０ｂとを有している。

【００４４】一方、基板冷却面１２Ａのほぼ中央には排
気口５３が開口されており、この排気口５３は、クーリ
ングプレート１２を垂直に貫通して形成された排気路５
４を介して、排気管５５に接続されている。この排気管
５５は、適当な排気設備（図示せず）に接続されている
とともに、その途中部には、排気を選択的に行うために
排気管５５内の気体流通路を開閉する排気弁５６が介装
されている。この排気弁５６の開閉は、制御装置３５に
よって制御されるようになっている。なお、排気口５
３、排気路５４および排気管５５などにより、基板冷却
面１２Ａと基板Ｓとの間の雰囲気を吸引して排気する排
気手段が構成されている。

【００４５】この基板冷却装置の動作について概説すれ
ば次のとおりである。

【００４６】たとえば、図示しない基板加熱処理装置に
よる加熱処理を受けた後の基板は、基板搬送ロボットに
よって、処理室１１内に搬入される。このとき、制御装
置３５は、シャッタ駆動機構２２を制御してシャッタ板
２１を開成させておくとともに、昇降駆動機構１７を制
御して、リフトピン１６を上昇させておく。基板搬送ロ
ボットは、この上昇位置にあるリフトピン１６に、未処
理の基板Ｓを置くことになる。このとき、ノズル昇降機
構４２は、エア供給ノズル４１が、基板Ｓと干渉しない
上方の待避位置（図１の位置）に位置するように制御さ
れている。

【００４７】この後、制御装置３５は、エア供給弁４５
を開成し、温調給気装置４３からの冷却用空気をエア供
給ノズル４１の吐出口４１ａから、基板Ｓの中央部に向
けてほぼ垂直に供給させる。これとほぼ同時に、制御装
置３５は、排気弁５６を開成し、排気口５３からの排気
を開始させる。

【００４８】そして、制御装置３５は、昇降駆動機構１
７を制御してリフトピン１６を下降させ、基板Ｓを基板
冷却面１２Ａに近接させていき、プロキシミティボール
１３上に載置する。これにより、基板Ｓは、基板冷却面
１２Ａとの間に微少な間隙δ（０．１〜５ｍｍ程度）を
設けた状態で保持される。また、制御装置３５は、ノズ
ル昇降機構４２を制御して、基板Ｓの下降に追従するよ
うに、エア供給ノズル４１を下降させ、吐出口４１aと
基板Ｓとの距離が１〜５ｍｍ程度となるまで、エア供給
ノズル４１を基板Ｓに近接させる。

【００４９】したがって、基板Ｓがプロキシミティボー
ル１３によって支持されて基板冷却面１２Ａに近接され
ている状態では、基板Ｓは、基板冷却面１２Ａと基板Ｓ
との間の熱対流やその間の空気を介しての熱伝導によっ
て下面側から冷却されるとともに、その上面側からは、
エア供給ノズル４１からの冷却用空気の吹き付けによっ
て冷却される。

【００５０】このとき、基板Ｓの上面側においては、基
板Ｓの中央から周縁に向かう気流が生じるので、基板Ｓ
の上面側は全域にわたって冷却用気体による冷却を受け
る。一方、基板Ｓの上面側の気流は、気流捕捉部材５０
に捕捉された後、排気口５３からの排気により減圧され
ている基板Ｓの下面側に回り込む。こうして、基板Ｓの
下面側では、プロキシミティボール１３によって規定さ
れた間隙δの空間内において、基板Ｓの周縁部からその
中央部に向かう気流が形成される。これにより、基板Ｓ
の下面側の空気がエア供給弁４５から供給される冷却用
空気によって効率的に置換されるので、基板Ｓの下面側
の空間に熱雰囲気が滞留することがない。

【００５１】このような状態で、予め定めた所定時間
（たとえば、４５秒）に渡って基板Ｓが冷却された後、
制御装置３５は、ノズル昇降機構４２を制御してエア供
給ノズル４１を上昇させるとともに、昇降駆動機構１７
を制御してリフトピン１６を上昇させ、基板Ｓを基板受
け渡し高さに導く。そして、エア供給弁４５および排気
弁５６が閉成される。さらに、シャッタ板２１が開成さ
れ、基板通過口１９を介して、基板搬送ロボットに冷却
処理後の基板Ｓが受け渡される。

【００５２】以上のようにこの実施形態によれば、基板
Ｓをプロキシミティボール１３上に載置して冷却処理を
行っている期間には、その上方から冷却用空気が供給さ
れるので、基板Ｓを上下面から同時に冷却することがで
きる。これにより、基板Ｓの上下面の冷却をほぼ等しく
進行させることができ、これにより、基板Ｓの熱反りを
防止できる。

【００５３】しかも、基板Ｓの中央部に冷却用空気が供
給されることにより、この冷却用空気によって、基板Ｓ
の中央部の浮き上がりが力学的に防止される。このこと
によっても、基板Ｓの熱反りの防止が図られている。ま
た、基板に接触することなく、基板Ｓの中央部の浮き上
がりを防止できるので、基板Ｓへのダメージを軽減し、
パーティクルの発生を抑制することができる。

【００５４】さらには、この実施形態では、基板Ｓが基
板冷却面１２Ａに近接した状態となるよりも前から、冷
却用空気を基板Ｓの上面の中央部に吹き付けるようにし
ているので、基板Ｓの上面をいわば予備冷却した後に、
基板冷却面１２Ａによる冷却処理を行うことができる。
これにより、基板Ｓを基板冷却面１２Ａに近接させたと
きに、基板Ｓの上下面の温度差が大きくなることを防止
できるから、基板Ｓの熱反りの防止に効果的である。

【００５５】このようにして、この実施形態によれば、
基板の熱反りを防止できるので、基板Ｓの全域を基板冷
却面１２Ａに近接させておくことができ、これにより、
基板の各部に均一な加熱処理を施すことができる。同時
に、冷却処理効率を向上できるから、基板冷却処理時間
を短縮して、生産性の向上に寄与できる。

【００５６】しかも、この実施形態では、熱が籠もりや
すく温度の高い基板Ｓの中央部に向けて冷却用空気を供
給するようにしているので、このことによっても、基板
Ｓの温度分布の均一化を図ることができる。

【００５７】この実施形態の基板冷却装置によって冷却
された基板Ｓの温度分布を、図３の曲線Ｌ１に示す。こ
の図３において、曲線Ｌ０は、従来の装置による基板冷
却処理を受けた基板の温度分布を示している。この図３
から、この実施形態により、基板Ｓの温度分布の均一性
が格段に向上されていることが理解される。すなわち、
従来技術により処理された基板の中央部と周縁部との温
度差ΔＴ１（図５参照）に比較して、この実施形態によ
り処理された基板Ｓの中央部と周縁部との温度差ΔＴ２
は、格段に小さい。

【００５８】一方、この実施形態では、基板Ｓの中央に
冷却用空気を吹き付ける構成となっているので、基板Ｓ
の中央から周縁部に向かう気流が形成され、しかも、基
板Ｓに供給される冷却用空気は、フィルタ４６によって
清浄化されている。これにより、基板Ｓにパーティクル
が付着することを防止できる。また、基板Ｓの中央から
周縁部に向かってよどみのない気流を形成できるから、
基板Ｓの冷却を均一に行える。

【００５９】また、この実施形態では、基板Ｓと基板冷
却面１２Ａとの間の空間の換気を行っているので、これ
によっても、冷却処理時間が短縮される。また、基板Ｓ
の上下面の冷却速度を均等化できるので、基板Ｓの熱反
りの防止にも効果的である。しかも、基板Ｓの下面側の
空間の雰囲気が排気され、また、基板冷却面１２Ａの周
囲に気流捕捉部材５０が設けられていることにより、エ
ア供給ノズル４１から供給された冷却用空気をさらに効
率的に基板Ｓの下面側に導くことができるので、基板冷
却面１２Ａの周囲における雰囲気の巻き上がりを防止で
きる。これにより、基板Ｓへのパーティクルの付着を防
止できる。

【００６０】さらに、この実施形態では、基板Ｓの上下
動に追従してエア供給ノズル４１も上下動するようにな
っているので、基板Ｓの受け渡しを阻害することなくエ
ア供給ノズル４１の吐出口４１aを基板Ｓに近接させる
ことが可能である。これにより、基板Ｓの表面に効果的
に冷却用空気を供給できる。

【００６１】この発明の一実施形態について説明した
が、この発明は上記の実施形態に限定されるものではな
い。たとえば、上述の実施形態では、１つのエア供給ノ
ズル４１に形成された１つの吐出口４１ａから基板Ｓに
冷却用空気を供給しているが、複数の気体供給ノズルを
設けたり、１つの気体供給ノズルに複数個の吐出口を形
成したりすることにより、複数の気体供給口から冷却用
気体を基板Ｓに供給してもよい。この場合、複数の気体
供給口のいくつかは基板Ｓの中央部から外れた位置に気
体を供給するものであってもよいが、少なくとも１つの
気体供給口は、基板Ｓの中央部に気体を供給するもので
あることが好ましく、さらに、この中央部の１つの気体
供給口から供給される気体の流量は、他の気体供給口で
の流量よりも大きくされていることが好ましい。

【００６２】また、上記の実施形態では、エア供給ノズ
ル４１からの冷却用空気の供給は、基板Ｓが処理室１１
に搬入されてからこの処理室１１から搬出されるまで常
時行われるようになっているが、冷却用空気の供給を一
定の期間に限定して行うようにしてもよい。ただし、少
なくとも基板冷却処理の前半の期間には、冷却用空気を
基板Ｓに供給することが好ましく、これにより、基板Ｓ
の熱反りを効果的に防止できるから、基板Ｓの各部を均
一に冷却できる。

【００６３】さらに、上記の実施形態では、基板Ｓの下
面側の空間を排気するとともに、基板Ｓの上方側からの
冷却用空気を基板Ｓの下面側に導くことによって、いわ
ば、プッシュ−プル型の換気が行われているが、この空
間の換気は、排気のみ、または、この空間への空気等の
ガスの供給のみのいずれかを行うことによっても達成さ
れ得る。

【００６４】また、上記の実施形態において、エア供給
配管４４の途中部に、冷却用空気の流量を制御すること
ができる流量制御弁を介装してもよい。これにより、基
板Ｓの上面への冷却用気体の供給量を調節できるので、
基板Ｓの上面の冷却を適切に行える。

【００６５】さらに、上記の実施形態では、基板Ｓの冷
却目標温度にほぼ等しい温度の冷却用空気を基板Ｓの上
面に供給するようにしているが、処理室１１に搬入され
るときの基板Ｓの温度よりも低い温度である限りにおい
て、冷却目標温度よりも高い温度の冷却用気体が基板Ｓ
に供給されてもかまわない。むろん、冷却目標温度より
も低い温度の冷却用気体を用いることによって、冷却速
度を向上できることはいうまでもない。ただし、冷却用
気体の温度を冷却目標温度よりも低く設定する場合に
は、過冷却の防止のために、冷却処理の終了よりも前に
冷却用気体の基板Ｓへの供給を停止することが好まし
い。

【００６６】また、基板Ｓに対して確実に垂直な方向か
ら冷却用空気を供給するために、エア供給ノズル４１の
基板冷却面１２Ａに対する角度を調節するための首振り
調整機構が備えられてもよい。これにより、基板の中央
部から基板の周縁部に向かって流れる冷却用空気の流量
が基板の一方面の各部分において均一化されるので、基
板の温度分布をさらに均一化することができる。

【００６７】また、エア供給ノズル４１から供給される
気体は、空気以外の気体でもよく、不活性ガス（たとえ
ば、窒素ガス）等を用いてもよい。

【００６８】また、上述の実施形態では、エア供給ノズ
ル４１は、基板冷却面１２Ａに対して近接／離隔できる
ように設けられているが、このエア供給ノズル４１を固
定しておくとともに、クーリングプレート１２を上下動
させるようにしてもよい。また、エア供給ノズル４１お
よびクーリングプレート１２の両方を上下動可能に構成
しておいてもよい。

【００６９】また、上述の実施形態では、制御装置３５
によって、エア供給ノズル４１を基板Ｓの下降に追従さ
せるよう制御しているが、ノズル昇降機構４２を制御せ
ずに、リフトピン１６の昇降駆動機構１７とノズル昇降
機構４２とを機械的に連動させる連動機構を用いて、エ
ア供給ノズル４１を基板Ｓの下降に追従させてもよい。

【００７０】さらに、上記の実施形態では、プロキシミ
ティ式基板冷却装置を例にとったが、この発明は、いわ
ゆる吸着式の基板冷却装置に対しても適用可能である。
ただし、基板剥離時の帯電に起因する静電破壊や周辺機
器への悪影響を考慮するならば、プロキシミティ式が採
用されることが好ましい。

【００７１】また、上記の実施形態では、水冷式のクー
リングプレート１２について説明したが、他にも、電子
冷熱素子（ペルチエ素子など）によって吸熱を行う方式
のクーリングプレートを用いることもできる。

【００７２】また、上記の実施形態では、基板冷却面１
２Ａにプロキシミティボール１３を配設して基板Ｓと基
板冷却面１２との間隙を規定しているが、たとえば、リ
フトピン１６を基板冷却面１２Ａから若干突出した状態
に保持しておくことにより、このリフトピン１６を間隙
部材として機能させることもできる。

【００７３】なお、本明細書でいう基板の近接とは、基
板冷却面に対して基板を直接接触させて近接させるこ
と、および基板冷却面に対して基板を所定の間隙をもっ
て近接させることの両方を含む。

【００７４】また、上述の実施形態では、液晶表示装置
用ガラス基板に対するフォトリソグラフィ工程における
冷却処理に本発明が適用された例について説明したが、
この発明は、半導体ウエハなどの他の種類の基板に対す
る処理にも適用でき、また、フォトリソグラフィ工程以
外の工程における基板冷却処理に対しても適用すること
ができる。

【００７５】その他、特許請求の範囲に記載された技術
的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の基板冷却装置の構成を
説明するための図解的な断面図である。

【図２】上記基板冷却装置のクーリングプレートに関連
する要部の構成を示す拡大断面図である。

【図３】冷却処理後の基板の温度分布を示すグラフであ
る。

【図４】従来技術の問題点を説明するための図である。

【図５】従来技術による基板冷却処理を受けた基板の温
度分布を示すグラフである。

【符号の説明】

１２ クーリングプレート １２Ａ 基板冷却面 １３ プロキシミティボール ３５ 制御装置 ４１ エア供給ノズル ４２ ノズル昇降機構 ４３ 温調給気装置 ４４ エア供給配管 ４５ エア供給弁 ４６ フィルタ ５０ 気流捕捉部材 ５３ 排気口 ５４ 排気路 ５５ 排気管 ５６ 排気弁

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板を近接させて冷却するための基板冷却
   面と、 この基板冷却面で冷却される基板の、基板冷却面とは反
   対側の一方面の中央部に向けて、所定の温度の気体を供
   給する気体供給口を有する気体供給手段とを含むことを
   特徴とする基板冷却装置。
2. 【請求項２】上記気体供給手段は、上記基板の一方面の
   中央部に向けて、上記所定の温度の気体を、当該基板に
   ほぼ垂直に供給するものであることを特徴とする請求項
   １に記載の基板冷却装置。
3. 【請求項３】上記気体供給手段は、少なくとも上記基板
   が基板冷却面に近接されている状態のときに、上記基板
   の一方面の中央部に向けて上記気体を供給するものであ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の基板冷却
   装置。
4. 【請求項４】上記基板冷却面で冷却される基板と上記基
   板冷却面との間に間隙を規制する間隙部材をさらに含む
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
   基板冷却装置。
5. 【請求項５】上記基板冷却面で冷却される基板と上記基
   板冷却面との間の雰囲気を換気する換気手段をさらに含
   むことを特徴とする請求項４に記載の基板冷却装置。
6. 【請求項６】上記換気手段は、上記基板冷却面で冷却さ
   れる基板と上記基板冷却面との間の雰囲気を吸引する排
   気手段を含むことを特徴とする請求項５に記載の基板冷
   却装置。
7. 【請求項７】上記気体供給手段の供給口を、上記基板冷
   却面に対して相対的に近接または離隔させるための移動
   手段をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし６の
   いずれかに記載の基板冷却装置。
8. 【請求項８】基板冷却面に基板を近接させて基板を冷却
   する基板冷却方法において、 基板冷却面で冷却される基板の、基板冷却面とは反対側
   の一方面の中央部に向けて、所定の温度の気体を供給す
   ることを特徴とする基板冷却方法。