JPH11329927A

JPH11329927A - 基板冷却方法および基板冷却装置

Info

Publication number: JPH11329927A
Application number: JP12778498A
Authority: JP
Inventors: Koji Kizaki; 幸治木▲崎▼; Yoshitaka Kitamura; 嘉孝北村
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 1999-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】短時間で精密に基板を冷却する。【解決手段】まず、基板Ｓをクーリングプレート１２の
基板冷却面１２上に載置して、近接冷却工程が行われ
る。次いで、温調給気装置２５から第１温度の冷却用空
気を基板Ｓに供給する第１気体供給工程により、基板Ｓ
が冷却される。その後、シャッタ板２０を開成してクリ
ーンクール内の室温（第１温度よりも高い第２温度）の
空気を基板Ｓに供給する第２気体供給工程により、精密
冷却処理が行われる。

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方法および基板
冷却装置に関する。

【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、基板上にレジストを塗布装置によって塗布し、
この基板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。また、塗布装置における塗布精度を高める
ためには、塗布処理前の基板温度を厳密に管理して、基
板上のレジスト膜の膜厚を最適化しなければならない。
そのため、露光機や塗布装置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
レートとの間の空間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】吸着式とプロキシミティ式とを併用したプ
ロキシミティ吸着式の基板冷却装置が採用される場合も
ある。この方式では、クーリングプレートの表面に凹部
が形成され、この凹部の底面にプロキシミティボールが
突設される。そして、基板の中央部はプロキシミティボ
ールで支持され、周縁部は、凹部の周囲のクーリングプ
レート表面に支持され、この状態で凹部内が減圧され
る。この方式の利点は、基板の表裏面の温度差に起因す
る基板の反りを防止できることである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、プロキシミ
ティ式およびプロキシミティ吸着式においては、目標温
度（たとえば２３℃）に温度調整されたクーリングプレ
ートとの接触面積が少ないため、基板温度が目標温度に
近づくに従って基板温度の変化が鈍くなり、そのため、
基板冷却処理に長時間を要する。したがって、基板冷却
処理を短時間で切り上げようとすれば、必然的に冷却処
理後の基板温度の目標温度からの誤差が大きくなり、露
光処理や塗布処理のために必要とされる厳密な温度管理
を実現することができない。つまり、冷却処理を一定時
間内に完了させようとすると、十分な温度精度を得るこ
とができないという問題がある。

【０００８】そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、短時間で基板を冷却できる基板冷却方法
および基板冷却装置を提供することである。

【０００９】また、この発明の他の目的は、精密な冷却
処理を行える基板冷却方法および基板冷却装置を提供す
ることである。

【００１０】さらに、この発明の目的は、短時間で精密
な冷却処理を行える基板冷却方法および基板冷却装置を
提供することである。

【００１１】

【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、冷却処理
室の内部に設けられた基板冷却面に基板を近接させる基
板近接工程と、この基板近接工程で基板冷却面に近接さ
れた基板を、基板冷却面によって冷却する近接冷却工程
と、この近接冷却工程で冷却された基板を、基板冷却面
から離間させる基板離間工程と、上記冷却処理室に収容
されている基板に対して、第１温度の冷却用気体を供給
する第１気体供給工程と、上記冷却処理室に収容されて
いる基板に対して、上記第１温度よりも高い第２温度の
冷却用気体を供給する第２気体供給工程とを含むことを
特徴とする基板冷却方法である。

【００１２】この方法によれば、基板冷却面に基板を近
接させて行う近接冷却処理と、冷却用気体を基板に供給
することによって行う気体冷却処理とを併用しているの
で、近接冷却処理のみを行う場合に比較して、短時間で
基板を冷却することができ、さらに、２つの異なる温度
の冷却用気体を基板に対して供給するので、気体冷却処
理能力を必要に応じて任意に変更できる。

【００１３】なお、冷却方式としては、基板冷却面に基
板を吸着させて熱伝導により冷却する吸着式が採用され
てもよいが、静電破壊を考慮するならば、基板冷却面と
の間に一定の微少間隙を介して基板が支持され、基板と
基板冷却面との間の熱対流やその間の空気を介しての熱
伝導によって基板の冷却が行われるプロキシミティ式ま
たはプロキシミティ吸着式が採用されることが好まし
い。

【００１４】請求項２記載の発明は、上記第１気体冷却
工程で上記第１温度の冷却用気体を基板に供給した後
に、上記第２気体供給工程で上記第１温度よりも高い上
記第２温度の冷却用気体を基板に供給することを特徴と
する請求項１に記載の基板冷却方法である。

【００１５】これにより、比較的低温（第１温度）の冷
却用気体によって基板をすみやかに冷却させた後に、比
較的高温（第２温度）の冷却用気体によって基板の精密
冷却を行うことができる。

【００１６】すなわち、たとえば、請求項３に記載され
ているように、上記第２温度を、基板を冷却する目標温
度にほぼ等しい温度とすることにより、基板を精密に目
標温度に冷却できる。たとえば、基板の冷却目標温度が
室温である場合には、上記第２温度を室温±１℃とすれ
ばよい。

【００１７】請求項４記載の発明は、上記近接冷却工程
で基板を冷却し、上記基板離間工程で基板冷却面から基
板を離間した後に、上記第１気体供給工程および上記第
２気体供給工程を行う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方法である。

【００１８】この方法によれば、基板冷却面に基板を近
接させて冷却した後に基板冷却面から離間された状態の
基板に対して冷却用気体が供給される。したがって、基
板冷却面によって基板の粗冷却を行った後に、冷却用気
体による精密冷却を行える。これにより、基板の冷却を
短時間で精密に行える。

【００１９】なお、基板冷却面の温度は、第１温度より
も低い第３の温度に制御されていることが好ましい。

【００２０】また、請求項２に記載の特徴との組み合わ
せにおいては、基板冷却面での近接冷却処理に引き続
き、第１温度の冷却用気体による気体冷却処理が行わ
れ、その後、第２温度の冷却用気体による気体冷却処理
が行われることになる。この場合に、第２温度を目標温
度にほぼ等しくしておき、基板冷却面の温度を第１温度
よりも低い第３温度に設定しておけば、基板温度をすみ
やかにかつ精密に目標温度に近づけることができる。

【００２１】請求項５記載の発明は、上記近接冷却工程
で基板が冷却されている期間に、上記第１気体供給工程
および上記第２気体供給工程を行う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方法であ
る。

【００２２】この発明によれば、基板冷却面に基板を近
接させて近接冷却処理を行っている状態で、冷却用気体
による気体冷却処理が並行して行われるので、基板冷却
時間を短縮でき、また、精密な冷却処理を行える。しか
も、近接冷却処理中において、基板の表面に熱雰囲気が
滞留することがなく、これによっても、基板冷却時間の
短縮化が図られる。

【００２３】なお、この場合には、基板冷却面の温度お
よび上記第２温度は、ほぼ目標温度に等しく設定される
ことが好ましい。また、気体冷却処理は、まず、第１温
度の冷却用気体を使用して基板の急速冷却を行った後
に、第２温度の冷却用気体を使用して基板の精密冷却を
行うことが好ましい。

【００２４】請求項６記載の発明は、上記基板近接工程
で上記基板冷却面に基板が近接される前に、上記第１気
体供給工程および上記第２気体供給工程を行い、その後
に上記近接冷却工程を行う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方法である。

【００２５】この方法によれば、第１気体供給工程およ
び第２気体供給工程によって基板を予備冷却しておき、
その後に、基板を基板冷却面に冷却して近接冷却処理を
行うことができる。これにより、基板の冷却時間を短縮
できる。また、予備冷却の後に基板冷却面に基板が近接
されるので、基板の両面の温度差に起因して基板に反り
（いわゆる熱反り）が生じることを防止できる。これに
より、基板の各部を基板冷却面に均一に近接させること
ができるので、総冷却時間を短縮できるうえ、基板の温
度分布の均一性を向上できる。

【００２６】請求項７記載の発明は、冷却処理室に設け
られ、基板を近接させて冷却するための基板冷却面を有
する基板冷却体と、上記冷却処理室に収容された基板に
対して、第１温度の冷却用気体と、上記第１温度よりも
高い第２温度の冷却用気体とを供給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。

【００２７】この発明により、請求項１の発明の場合と
同様な効果を達成できる。

【００２８】また、この基板冷却装置の発明において、
上記請求項２ないし６に記載された手法を実現するため
に気体供給手段を制御する制御手段がさらに備えられて
いることが好ましい。

【００２９】また、この基板冷却装置に、基板を基板冷
却体に対して相対的に近接／離隔させるための近接／離
隔機構がさらに備えられていることが好ましく、この近
接／離隔機構が上記制御手段により制御されるようにな
っていてもよい。

【００３０】

【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。

【００３１】図１は、この発明の第１の実施形態の基板
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。

【００３２】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、とくに、露光処理前の
基板Ｓを精密に目標温度まで冷却するのに適している。

【００３３】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。

【００３４】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
（実線の位置）に支持できる他、クーリングプレート１
２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（二
点鎖線の位置）。

【００３５】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２が設けられている。このシャ
ッタ機構２は、基板通過口１９を閉塞することができる
シャッタ板２０と、このシャッタ板２０を、基板通過口
１９を閉塞した閉塞位置と、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２１とを
有している。シャッタ板２０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１
６との間で基板Ｓの授受を行うことができる。

【００３６】シャッタ板２０は、内部に給気室２２が形
成された中空構造になっている。そして、このシャッタ
板２０の、前面隔壁１０Ａに対向する側には、給気室２
２にまで貫通した給気口２３が形成されている。この給
気口２３は、シャッタ板２０によって基板通過口１９を
閉塞した閉成状態（図示の状態）においては、基板通過
口１９と連通し、したがって、処理室１１の内部空間と
連通する。

【００３７】シャッタ板２０の下端面には、導入口２４
が開口されており、この導入口２４は、伸縮自在なダク
ト２６を介して、温度調整された冷却用空気を供給する
温調給気装置２５に接続されている。

【００３８】前面隔壁１０Ａに対向する後面隔壁１０Ｂ
は、大略的にホーン形状に形成されており、そのほぼ中
央部には、排気口３０が形成されている。この排気口３
０には、排気ダクト３１の一端が接続されている。この
排気ダクト３１の他端は、工場に設けられる排気用ユー
ティリティ配管に接続されており、その途中部には、ブ
ロワ３２が介装されている。このブロワ３２と、排気口
３０との間の排気ダクト３１の途中部にはさらに、排気
ダクト３１内の気体流通路を開閉可能な排気弁３３が介
装されている。上記排気ダクト３１、ブロワ３２および
排気弁３３などにより、処理室１１内の雰囲気を強制排
気する排気手段が構成されている。なお、ブロワ３２を
制御装置により直接ＯＮ／ＯＦＦ制御できる構成とした
場合には、排気弁３３は不要となる。

【００３９】上記温調水ユニット１５、昇降駆動機構１
７、シャッタ駆動機構２１、排気弁３３および温調給気
装置２５の各動作を制御するために、マイクロコンピュ
ータなどを含む制御装置５０（制御手段）が設けられて
いる。

【００４０】図２は、この第１の実施形態の基板冷却装
置による基板冷却工程を順に示す簡略化した断面図であ
る。未処理の基板Ｓが搬入されるときには、制御装置５
０は、シャッタ駆動機構２１を制御することにより、図
２(a)に示すように、シャッタ板２０を開成させる（図
２(a)）。また、制御装置５０は、昇降駆動機構１７の
制御により、リフトピン１６を図２(a)に示す上昇位置
まで上昇させる。この状態で、基板搬送ロボットは、基
板通過口１９から処理室１１内に基板Ｓを搬入し、上昇
位置にあるリフトピン１６に基板Ｓを移載する。

【００４１】この後、制御装置５０は、シャッタ駆動機
構２１を制御して、シャッタ板２０を閉成させる。さら
に、制御装置５０は、昇降駆動機構１７を制御して、リ
フトピン１６を下降させ、その先端がクーリングプレー
ト１２の基板冷却面１２Ａの下方（正確にはプロキシミ
ティボール１３の下方）に至らせる（図２(b)）。これ
により、基板Ｓは、基板冷却面１２Ａ上（正確にはプロ
キシミティボール１３上）に近接されて載置されること
になる（基板近接工程）。

【００４２】こうして、基板Ｓには、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
導を利用した近接冷却処理が行われる（近接冷却工
程）。たとえば、基板Ｓの冷却目標温度が２３℃である
とすると、温調水ユニット１５は、クーリングプレート
１２の温度がこの目標温度よりも低い１７℃（第３温
度）程度になるように動作させられる。これにより、基
板Ｓは、目標温度に向かってすみやかに冷却されてい
く。

【００４３】基板Ｓの温度が或る程度目標温度に近い温
度（たとえば、３０℃）に達するように予め定められた
所定時間の経過後には、制御装置５０は、図２(c)に示
すように、リフトピン１６を上位置まで上昇させ、基板
Ｓを基板冷却面１２Ａから離間させて基板受け渡し高さ
まで導く（基板離間工程）。そして、さらに、制御装置
５０は、温調給気装置２５を制御し、この温調給気装置
２５から、温度調整された冷却用空気を処理室１１内へ
と圧送させる。同時に、制御装置５０は、排気弁３３を
開成して、処理室１１内の排気を行わせる。これによ
り、いわゆるプッシュ−プル排気が行われて、冷却用気
体が処理室１１の基板Ｓへと効率的に導かれる（第１気
体供給工程）。

【００４４】温調給気装置２５は、基板Ｓの冷却目標温
度よりもやや低い第１温度（たとえば、目標温度が２３
℃の場合には２０℃程度）の冷却用空気を生成して圧送
するように制御される。したがって、基板Ｓはすみやか
に目標温度に向かって冷却される。こうして、上記近接
冷却工程によって粗冷却された基板Ｓに対して、第２段
階の粗冷却処理が行われる。

【００４５】基板Ｓの温度が目標温度の近傍の温度（た
とえば２３℃前後）に到達するように定められた所定時
間の経過後には、制御装置５０は、温調給気装置２５か
らの冷却用空気の圧送を停止させるとともに、シャッタ
駆動機構２１を制御してシャッタ板２０を開成させる。
ただし、引き続き、排気弁３３は開成状態に保持され
る。これにより、基板通過口１９を介してクリーンルー
ム内の室温（たとえば２３℃：目標温度とほぼ等しい第
２温度）の外気が処理室１１に導入され、この外気を冷
却用気体として利用した空冷処理が行われる（図２
(d)：第２気体供給工程）。こうして、基板Ｓの温度を
目標温度に正確に調整するための精密冷却処理が行われ
る。

【００４６】この外気を利用した精密冷却処理を一定時
間だけ行った後、制御装置５０は、排気弁３３を閉じ
る。その後、基板搬送ロボットにより、精密冷却処理後
の基板Ｓが搬出され、たとえば、露光機へと送り出され
る。したがって、露光機には、高精度に温度調整された
基板Ｓが供給されるので、基板Ｓの熱伸縮に起因する露
光位置や露光焦点のずれが生じることがない。そのた
め、高精度の露光処理を実現できる。

【００４７】以上のようにこの実施形態によれば、クー
リングプレート１２の基板冷却面１２Ａに基板Ｓを近接
させて冷却を行う近接冷却処理と、基板冷却面１２Ａか
ら離隔された基板Ｓに対して冷却用空気を供給して冷却
を行う空冷処理とを併用しているので、短時間で精度の
高い基板冷却処理を行える。しかも、クーリングプレー
ト１２の温度を目標温度よりもはるかに低く設定して第
１段階の粗冷却を行い、目標温度よりもやや低い冷却用
空気を基板Ｓに供給することにより第２段階の粗冷却を
行い、そのうえで、目標温度にほぼ等しい外気を用いた
精密冷却処理を行うようにしているので、極めて効率的
に基板温度を目標温度に導くことができ、基板冷却処理
時間を短縮できるうえ、極めて精度の高い基板冷却処理
を実現できる。

【００４８】また、クーリングプレート１２の温度制御
を厳密に行う必要がないので、このクーリングプレート
１２の温度調整に関する制御処理を簡素化することがで
きる。

【００４９】なお、上述の説明から明らかなように、こ
の実施形態では、基板通過口１９、シャッタ機構２、温
調給気装置２５、排気口３０、およびブロワ３２などに
より、第１温度の冷却用気体および第２温度の冷却用気
体を選択的に処理室１１内の基板Ｓに供給する気体供給
手段が構成されている。

【００５０】図３は、この発明の第２の実施形態による
基板冷却工程を順に示す断面図である。この図３におい
て、上述の図１に示された各部に相当する部分には同一
の参照符号を付して示すとともに、以下では、図１を併
せて参照する。

【００５１】この第２の実施形態では、基板通過口１９
から未処理の基板Ｓが導入されてリフトピン１６に移載
された後（図３(a)）、リフトピン１６が下降させられ
（基板近接工程）、基板Ｓが基板冷却面１２Ａに近接さ
せられて載置される（図３(b)）。こうして、近接冷却
工程が行われる。クーリングプレート１２の温度は、こ
の実施形態においては、目標温度（たとえば２３℃）に
ほぼ等しく設定されている。

【００５２】制御装置５０は、また、基板Ｓが基板冷却
面１２Ａに載置されるのとほぼ同時に、温調給気装置２
５からの冷却用空気の圧送を開始させ、かつ、排気弁３
３を開成して処理室１１内の強制排気を行わせる。これ
により、近接冷却処理を受けている基板Ｓの主として上
面に、シャッタ板２０の給気室２２および基板通過口１
９を介して冷却用空気が供給され、第１気体供給工程が
並行して行われる。この場合に供給される空気の温度
は、基板Ｓの冷却目標温度よりもやや低い温度（第１温
度）に調整されている。たとえば、目標温度が２３℃で
あるとすれば、第１気体供給工程において温調給気装置
２５から供給される冷却用空気の温度は、２０℃程度と
されることが好ましい。

【００５３】温調給気装置２５から一定時間だけ冷却用
空気が供給されて基板Ｓの温度が目標温度付近の温度ま
で降温した後、制御装置２５は、この温調給気装置２５
からの冷却用空気の圧送を停止させる。そして、さら
に、制御装置２５は、シャッタ駆動機構２１を制御し
て、シャッタ板２０を開成させる。このとき、排気弁３
３は引き続き開成状態に保持されているため、処理室１
１内の雰囲気の排気に伴って、クリーンルーム内の空気
が、基板通過口１９から基板冷却面１２Ａに載置されて
いる基板Ｓに向けて導入される。こうして、クリーンル
ーム内の室温（目標温度にほぼ等しい第２温度）の空気
を冷却用気体として利用した第２気体供給工程が行われ
る。

【００５４】そして、シャッタ板２０を開成してから、
基板Ｓの温度が目標温度にほぼ等しくなるように予め定
められた一定時間が経過した後には、制御装置５０は、
排気弁３３を閉じる。これにより、第２気体供給工程が
終了する。その後は、リフトピン１６によって基板Ｓは
基板受け渡し高さまで上昇させられ（基板離間工程）、
基板搬送ロボットによって、冷却処理後の基板Ｓが基板
通過口１９を介して搬出される。

【００５５】このようにこの第２の実施形態において
は、クーリングプレート１２の基板冷却面１２Ａに基板
Ｓが載置されている状態で、この基板Ｓに冷却用空気を
供給するようにしているので、基板Ｓを上下両面からす
みやかに冷却することができる。そして、基板通過口１
９から室温の空気を取り入れる第２気体供給工程によ
り、基板Ｓの精密冷却を行うことができる。

【００５６】なお、基板Ｓが基板冷却面１２から離間さ
れた後にも、排気弁３３を開成状態に保持して、たとえ
ば、基板搬送ロボットに基板Ｓが受け渡されるまで、第
２気体供給工程を継続してもよい。これにより、さらな
る精密冷却が可能になる。また、基板通過口１９からク
リーンルーム内の空気を導入して基板Ｓの冷却を行う前
に、リフトピン１６を上昇させて基板Ｓを基板冷却面１
２Ａから離隔させてもよい。

【００５７】いずれの場合にも、第２気体供給工程の一
部の期間または全期間において、クーリングプレート１
２からの影響を受けずに基板Ｓに空冷処理を施すことが
できるので、さらなる精密冷却が可能になる。また、こ
れらの場合には、クーリングプレート１２の温度制御を
厳密に行う必要がないうえ、クーリングプレート１２の
温度を目標温度よりも低く設定しておけば、初期段階に
おける基板Ｓの冷却をすみやかに進行させることができ
る。

【００５８】図４は、この発明の第３の実施形態による
基板冷却工程を順に示す断面図である。この図４におい
て、上述の図１に示された各部に相当する部分には同一
の参照符号を付して示すとともに、以下では、図１を併
せて参照する。

【００５９】この第３の実施形態では、温調給気装置２
５として、生成される冷却用空気の温度を可変制御する
ことができるものが用いられる。

【００６０】そして、基板通過口１９から未処理の基板
Ｓが導入されてリフトピン１６に移載された後（図４
(a)）、基板Ｓを基板受け渡し高さに保持した状態で、
温調給気装置２５から目標温度よりも低い第１温度（た
とえば、目標温度が２３℃のときには１７℃）の冷却用
気体が処理室１１に圧送されるとともに、排気弁３３が
閉成されて、処理室１１内の雰囲気の排気が行われる。
これにより、第１気体供給工程が行われる（図４
(b)）。

【００６１】基板温度が所定値まで下降するように定め
られた一定時間だけ上記第１気体供給工程が行われた
後、制御装置５０は、温調給気装置２５から上記第１温
度よりも高い第２温度の冷却用空気の圧送を開始させ
る。こうして、第２気体供給工程が行われる（図４
(c)）。この場合、第２温度は、目標温度よりも低く、
かつ、上記第１温度よりも高く設定される。たとえば、
目標温度が２３℃の場合には、第２温度を２０℃程度と
することが好ましい。

【００６２】制御装置５０は、基板Ｓが目標温度の近傍
の温度まで冷却されるように予め定められた一定時間が
経過した後に、上記第２気体供給工程を終了する。すな
わち、温調給気装置２５からの冷却用空気の圧送を停止
させ、排気弁３３を閉成させるとともに、リフトピン１
６を下降させる（基板近接工程）。これにより、基板Ｓ
が、基板冷却面１２Ａ上に載置される。こうして、近接
冷却工程が行われる（図４(c)）。この場合、クーリン
グプレート１２は、目標温度に温度調整されている。

【００６３】その後、一定時間の経過後には、制御装置
２５は、リフトピン１６を上昇させて基板Ｓを基板受け
渡し高さに導くとともに（基板離間工程）、シャッタ駆
動機構２１を制御して、シャッタ板２０を開成させる。
この後、基板搬送ロボットが、基板通過口１９を介し
て、基板Ｓを処理室１１外に搬出することになる。

【００６４】このように、この第３の実施形態によれ
ば、基板Ｓが基板冷却面１２Ａに近接させられる前に、
冷却用空気によって基板Ｓの予備冷却が行われる。これ
により、基板冷却面１２Ａにおける基板Ｓの一方表面側
からの急速冷却に起因する基板の熱反りを防止できる。
したがって、予備冷却後の基板Ｓは、基板冷却面１２Ａ
の全域において基板冷却面１２に密接（正確にはプロキ
シミティボール１３に密接）した状態でクーリングプレ
ート１２による冷却処理を受ける。これにより、総冷却
時間を短縮できるうえ、基板の温度分布の均一性を増す
ことができる。

【００６５】なお、図４(c)の状態で排気弁３３を開成
しておくとともに、シャッタ板２０を開成して、クリー
ンルーム内の室温の空気を導入し、この空気による基板
冷却処理を並行して行ってもよい。また、基板搬送ロボ
ットによって基板を搬送する前に、排気弁３３を開成
し、かつ、シャッタ板２０を開成することにより、基板
受け渡し高さにある基板Ｓに対してクリーンルーム内の
空気を冷却用空気として供給し、基板Ｓの精密冷却を行
ってもよい。

【００６６】この発明の３つの実施形態について説明し
たが、この発明は他の形態でも実施することができる。
たとえば、上述の第１および第２の実施形態において、
クリーンルーム内の空気を利用した精密冷却を行う代わ
りに、温調給気装置２５とは別の温調給気装置から目標
温度にほぼ等しい温度の冷却用空気を処理室１１内に供
給するようにしてもよい。この場合、当該別の温調給気
装置と、シャッタ板２０の給気室２２とを適当なダクト
で接続しておけばよい。そして、図２(c)または図３(b)
の工程の次に、シャッタ板２０を閉成状態に保持したま
まで、温調給気装置２５からの冷却用空気の圧送を停止
させ、代わって当該別の温調給気装置から冷却用空気を
圧送すればよい。

【００６７】このような構成を採用すれば、基板冷却装
置の周囲の空気の温度が目標温度にほぼ等しくなくと
も、精密な冷却処理を行える。

【００６８】もちろん、２つの温調給気装置を使用する
代わりに、第３の実施形態の場合のように、２種以上の
温度の冷却用空気を生成できる温調給気装置を用いても
よい。

【００６９】また、第３の実施形態については、２種以
上の温度の冷却用空気を生成できる温調給気装置を用い
る代わりに、異なる温度の冷却用空気を生成する２つの
温調給気装置を切り換えて用いても差し支えない。

【００７０】さらに、上述の実施形態においては、基板
通過口１９から基板冷却用の空気が導入される構成につ
いて説明したが、基板通過口１９以外の開口をたとえば
処理室１１の上方の隔壁、側方の隔壁または下方の隔壁
に形成し、この開口から冷却用気体を導入するようにし
てもよい。この場合に、当該開口に関連して、導入され
る気体を浄化するフィルタを配置することが好ましい。

【００７１】ただし、基板通過口１９と排気口３０とを
対向配置している図１の構成においては、基板通過口１
９から冷却用空気を導入することによって、基板Ｓ上に
おける熱雰囲気の滞留を効果的に防止できるので、もっ
とも優れた冷却効果が得られる。

【００７２】なお、冷却用気体を処理室１１に導入する
際には、この処理室１１内がその外部空間に対して陽圧
となるように冷却用気体を処理室１１に圧送することが
好ましい。これにより、外部からのパーティクルが処理
室１１内に導入されることを防止できるので、基板Ｓの
清浄度を害することなく冷却処理を行える。

【００７３】また、上述の実施形態では、排気を制御す
るために排気弁３３が設けられているが、この排気弁３
３を設けずに、処理室１１内の排気を常時行うようにし
てもよい。

【００７４】また、上述の実施形態では、基板Ｓの温度
が目標温度の近傍の温度に到達するように定められた所
定時間の経過後に、冷却用空気の圧送を停止させるよう
にしているが、基板Ｓの温度が目標温度にほぼ等しくな
ったことをセンサで検出し、これと同時に冷却用空気の
圧送を停止させるようにしてもよい。

【００７５】さらに、上述の図１の構成においては、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。

【００７６】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。

【００７７】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
外の場合であって適用することができる。

【００７８】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】この発明の第１の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】この第１の実施形態の基板冷却装置による基板
冷却工程を順に示す簡略化した断面図である。

【図３】この発明の第２の実施形態による基板冷却工程
を順に示す簡略化した断面図である。

【図４】この発明の第３の実施形態による基板冷却工程
を順に示す簡略化した断面図である。

【符号の説明】

１１処理室１２クーリングプレート１２Ａ基板冷却面１６リフトピン１７昇降駆動機構２シャッタ機構２０シャッタ板２１シャッタ駆動機構２２給気室２５温調給気装置３０排気口３２ブロワ３３排気弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却処理室の内部に設けられた基板冷却面
に基板を近接させる基板近接工程と、この基板近接工程で基板冷却面に近接された基板を、基
板冷却面によって冷却する近接冷却工程と、この近接冷却工程で冷却された基板を、基板冷却面から
離間させる基板離間工程と、上記冷却処理室に収容されている基板に対して、第１温
度の冷却用気体を供給する第１気体供給工程と、上記冷却処理室に収容されている基板に対して、上記第
１温度よりも高い第２温度の冷却用気体を供給する第２
気体供給工程とを含むことを特徴とする基板冷却方法。
【請求項２】上記第１気体冷却工程で上記第１温度の冷
却用気体を基板に供給した後に、上記第２気体供給工程
で上記第１温度よりも高い上記第２温度の冷却用気体を
基板に供給することを特徴とする請求項１に記載の基板
冷却方法。
【請求項３】上記第２温度は、基板を冷却する目標温度
にほぼ等しい温度であることを特徴とする請求項２に記
載の基板冷却方法。
【請求項４】上記近接冷却工程で基板を冷却し、上記基
板離間工程で基板冷却面から基板を離間した後に、上記
第１気体供給工程および上記第２気体供給工程を行うこ
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
板冷却方法。
【請求項５】上記近接冷却工程で基板が冷却されている
期間に、上記第１気体供給工程および上記第２気体供給
工程を行う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方法。
【請求項６】上記基板近接工程で上記基板冷却面に基板
が近接される前に、上記第１気体供給工程および上記第
２気体供給工程を行い、その後に上記近接冷却工程を行
うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
の基板冷却方法。
【請求項７】冷却処理室に設けられ、基板を近接させて
冷却するための基板冷却面を有する基板冷却体と、上記冷却処理室に収容された基板に対して、第１温度の
冷却用気体と、上記第１温度よりも高い第２温度の冷却
用気体とを供給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。