(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
上記冷却される基板を上記基板冷却面に対して相対的に近接または離間させる変位手段と、
基板を複数枚保持して収容可能な複数段の棚を有するバッファ室と、
上記変位手段によって上記基板冷却面に近接された後の基板を、上記冷却処理室から搬出して上記バッファ室に搬入するための搬送手段と、
上記バッファ室に収容された基板に対して、上記バッファ室の複数段の棚に保持された基板とほぼ平行な気流を発生させるように冷却用気体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。
【請求項２】
上記気体供給手段は、上記冷却される基板に対して冷却用気体を圧送して供給する給気手段を含むものであることを特徴とする請求項１記載の基板冷却装置。
【請求項３】
上記気体供給手段は、上記冷却される基板の周囲の雰囲気を排気することにより、この基板に対して冷却用気体を供給する排気手段を含む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。
【請求項４】
上記バッファ室は、基板に露光処理を施す露光機へ搬入される基板を一時的に収容するための露光機前バッファ室を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。
【請求項５】
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上記基板冷却面に近接された基板を冷却する近接冷却工程と、
基板を複数枚保持して収容可能な複数段の棚を有するバッファ室へ、上記基板近接工程で上記基板冷却面に近接された後の基板を搬送する工程と、
上記バッファ室に収容された基板に対して、上記バッファ室の複数段の棚に保持された基板とほぼ平行な気流を発生させるように冷却用気体を供給する気体供給工程とを含むことを特徴とする基板冷却方法。
【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】
プロキシミティ方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の変化が鈍く、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。
【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装置および基板冷却方法を提供することである。
【０００９】
また、この発明の他の目的は、短時間で精密な冷却処理を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。
【００１０】
【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、上記冷却される基板を上記基板冷却面に対して相対的に近接または離間させる変位手段と、基板を複数枚保持して収容可能な複数段の棚を有するバッファ室と、上記変位手段によって上記基板冷却面に近接された後の基板を、上記冷却処理室から搬出して上記バッファ室に搬入するための搬送手段と、上記バッファ室に収容された基板に対して、上記バッファ室の複数段の棚に保持された基板とほぼ平行な気流を発生させるように冷却用気体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。
【００１１】
この構成によれば、基板冷却体による冷却は冷却処理室で行われ、冷却用気体による冷却はバッファ室で行われるので、冷却処理効率が高まり、スループットを向上できる。しかも、バッファ室の利用により、冷却処理のために専用の外部室を設ける場合に比較して、スペース的なメリットがある。
また、たとえば、基板冷却体の温度を目標温度よりも低く設定しておき、この基板冷却体により基板の粗冷却を行った後に基板を基板冷却面から離間させ、冷却用気体による基板の精密冷却をバッファ室で行うことにより、短時間で精度の高い冷却処理を行える。
また、基板冷却体の温度制御が精密になされる必要がないので、この温度制御のための制御処理が簡単になるという利点がある。
しかも、バッファ室に複数枚の基板を収容しておくことができるので、次工程（たとえば露光処理）との処理時間の差を一時的に吸収することができる。そのうえ、バッファ室に待機させられている基板に対して冷却用気体が供給されるので、基板が待機させられている時間を利用して基板を十分に冷却できるうえ、次工程へは精密に冷却された基板を送り出すことができる。また、バッファ室内の基板の温度調整がされることになるので、バッファ室に基板を長時間待機させておいても問題がない。
さらに、この発明では、バッファ室の複数段の棚に保持された基板とほぼ平行な気流を発生させるように冷却用気体を供給する構成であるので、複数段の棚に積層状態で保持されている個々の基板に対して、円滑に冷却用気体を供給でき、良好な冷却効果を得ることができる。しかも、基板の両面に冷却用気体を供給できるので、基板をすみやかに冷却できる。
【００１３】
基板冷却体による冷却方式としては、基板冷却面に基板を吸着させて直接的な熱伝導により冷却する吸着式が採用されてもよいが、上述の静電破壊や周辺機器への悪影響を考慮するならば、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】
また、変位手段は、基板を支持するリフトピンなどの支持部材と、この支持部材を基板冷却面に対して近接または離間させる昇降駆動機構などの支持部材駆動機構とを含むものであってもよい。
【００１５】
さらに、変位手段は、基板を移動させるものであってもよいし、基板冷却体を移動させるものであってもよく、また、基板および基板冷却体の両方を移動させるものであってもよい。
【００１６】
請求項２記載の発明は、上記気体供給手段は、上記冷却される基板に対して冷却用気体を圧送して供給する給気手段を含むものであることを特徴とする請求項１記載の基板冷却装置である。
【００１７】
この構成によれば、冷却用気体の圧送により、基板に対する冷却用気体の供給を効率よく行える。
【００１８】
請求項３記載の発明は、上記気体供給手段は、上記冷却される基板の周囲の雰囲気を排気することにより、この基板に対して冷却用気体を供給する排気手段を含む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。
【００１９】
この構成によれば、基板の周囲の雰囲気を排気することによって、熱せられていない新たな空気が基板に供給される。したがって、とくに、基板の周囲の気体の温度が基板冷却の目標温度に近い場合には、給気手段を設けることなく冷却用気体を基板に供給できるから、装置の構成を簡単にしつつ、装置のランニングコストを低減できる。
【００２０】
また、給気手段と排気手段とを組み合わせてプッシュ−プル排気を行えば、冷却されている基板の周囲の気体の流量を向上させることができ、冷却用気体を基板に対して効率よく供給できるから、基板冷却処理時間をさらに短縮できる。
【００３３】
請求項４記載の発明は、上記バッファ室は、基板に露光処理を施す露光機へ搬入される基板を一時的に収容するための露光機前バッファ室を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。
【００３４】
露光機による露光処理の前には、基板の厳密な温度調整が要求されるので、露光機前バッファ室内の基板に対して冷却用気体を供給することはとくに有効である。これにより、露光処理と基板冷却処理との時間差を吸収できるうえ、露光処理の精度を高めることができる。
【００３７】
請求項５記載の発明は、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上記基板冷却面に近接された基板を冷却する近接冷却工程と、基板を複数枚保持して収容可能な複数段の棚を有するバッファ室へ、上記基板近接工程で上記基板冷却面に近接された後の基板を搬送する工程と、上記バッファ室に収容された基板に対して、上記バッファ室の複数段の棚に保持された基板とほぼ平行な気流を発生させるように冷却用気体を供給する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。
【００３８】
この方法により、請求項１記載の発明と同様な効果を達成できる。
【００４３】
【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。
【００４４】
図１は、この発明の一実施形態に係る基板冷却装置が適用される基板処理装置のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。この基板処理装置１０は、たとえば、液晶表示装置用ガラス基板（以下単に「基板」という。）に対してフォトリソグラフィ工程のための各処理を施すための装置である。すなわち、この基板処理装置１０は、レジスト塗布前の洗浄処理、レジスト塗布処理、露光処理、および現像処理を順次行うことができるように構成されている。
【００４５】
具体的には、基板処理装置１０は、未処理の基板を供給し、かつ、処理済みの基板を収容するためのインデクサ部１と、基板に対して洗浄処理、レジスト塗布処理および現像処理ならびにこれらの処理に付随する処理を実行するための処理ユニット部２と、基板表面に形成されたレジスト膜を露光するための露光機ＥＸＰと、この露光機ＥＸＰと処理ユニット部２とを仲介するためのインタフェース部ＩＦとを直列に結合して構成されている。
【００４６】
インデクサ部１は、それぞれ複数枚の基板を収容することができる複数個のカセット１１を所定方向に配列して載置することができるカセット載置部１２と、このカセット載置部１２におけるカセット配列方向に沿う搬送路１３を往復直線移動して任意のカセット１１にアクセスし、そのカセット１１に対する基板の搬入／搬出を行うためのインデクサロボット１４とを有している。
【００４７】
処理ユニット部２は、一階部分２１と、その上方に配置された二階部分２２とを含む二階建て構造部に各種の処理ユニットを配置して構成されており、この二階建て構造部の側方には、搬送路２３に沿って往復直線移動することができる主搬送ロボット２４が配置されている。この主搬送ロボット２４は、基板保持ハンド２４ａを昇降させ、また各処理ユニットに対して進退させることができるように構成されており、任意の処理ユニットにアクセスして基板の搬入／搬出を行うことができる。
【００４８】
処理ユニット部２の一階部分２１には、搬送路２３に沿って、インデクサ部１側から順に、次の各処理ユニットが直列に配列されている。
【００４９】
紫外線照射ユニットＵＶ：基板に紫外線を照射して有機物を分解するユニット。
【００５０】
スピンスクラバユニットＳＳ：基板を回転させて洗浄する洗浄ユニット。
【００５１】
スピンコータユニットＳＣ：基板を回転させながらレジストを塗布するレジスト塗布ユニット。
【００５２】
端面洗浄ユニットＥＲ：レジスト塗布後の基板端面をリンスするユニット。
【００５３】
スピンデベロッパユニットＳＤ：露光後のレジスト膜を現像液で現像する現像ユニット。
【００５４】
紫外線照射ユニットＵＶの上方には、インデクサロボット１４と主搬送ロボット２４との間で基板を受け渡す際に、基板をいったん載置したり、その基板の方向をたとえば９０度回転させたりするための基板受け渡しユニットＴＲＰ１が配置されている。また、スピンデベロッパユニットＳＤのインタフェース部ＩＦ側には、インタフェース部ＩＦと処理ユニット部２との間で、基板を相互に搬送するための基板受け渡しユニットＴＲＰ２が設けられている。
【００５５】
一方、処理ユニット部２の二階部分２２には、次のような複数の熱処理ユニットが上下二段構造のユニット収容棚に収容されている。
【００５６】
デハイドベークユニットＤＢ：洗浄後の基板を脱水乾燥するユニット。
【００５７】
密着強化ユニットＡＰ：レジスト塗布前の基板表面をＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）の蒸気により処理し、レジストの密着性を向上させるユニット。
【００５８】
プリベークユニットＰＢ：レジスト塗布後の乾燥ベーキングを行うユニット。
【００５９】
冷却ユニットＣＰ１：レジスト塗布前に基板を冷却するユニット。
【００６０】
冷却ユニットＣＰ２：露光処理前に基板を冷却するユニット。
【００６１】
冷却ユニットＣＰ３：現像処理前等に基板を冷却するユニット。
【００６２】
冷却ユニットＣＰ４：インデクサ部１への基板収容前に基板を冷却するユニット。
【００６３】
露光後ベークユニットＰＥＢ：化学増幅型のレジスト膜が塗布された基板を露光後に加熱し、線幅を縮小するためのユニット。
【００６４】
ポストベークユニットＰost Ｂ：現像処理後の基板を乾燥させるユニット。
【００６５】
インタフェース部ＩＦは、処理ユニット部２と露光機ＥＸＰとの処理速度の差を緩衝するために複数枚の基板を一時的に保持して待機させる役割を担う。このインタフェース部ＩＦは、処理ユニット部２との間に跨って配置された上記の基板受け渡しユニットＴＲＰ２の側方に配列されたインバッファ３１およびアウトバッファ３２と、この一対のバッファ３１，３２の配列方向に沿う搬送路３３上を往復直線移動する搬送ロボット３４とを有している。インバッファ３１は、露光処理前の基板を複数枚収容するためのものであり、アウトバッファ３２は、露光処理後の基板を複数枚収容するためのものである。搬送ロボット３４は、基板受け渡しユニットＴＲＰ２、バッファ３１，３２および露光機ＥＸＰにアクセスして、基板の搬入／搬出を行うことができる。これにより、搬送ロボット３４は、たとえば、基板受け渡しユニットＴＲＰ２から基板を受け取ってインバッファ３１や露光機ＥＸＰに供給でき、また、露光機ＥＸＰから基板を受け取ってアウトバッファ３２や基板受け渡しユニットＴＲＰ２に与えることができる。
【００６６】
露光機ＥＸＰは、たとえば、縮小投影露光機等の露光機や、パターン焼き付けのための位置決めを行うアライメント機構等を備えており、プリベーク処理後の基板表面のレジスト膜を露光するように構成されている。
【００６７】
なお、説明の簡略化のため、上記処理ユニット部２に含まれる各処理ユニットは、各々１台ずつで構成されているように説明しているが、必要に応じて、各処理ユニットの台数を複数としてもよい。たとえば、処理時間を要する処理ユニットは多く設けられ、処理時間を要しない処理ユニットは少なく設けられる。
【００６８】
図２は、上記の基板処理装置による処理工程の一例を示すプロセスフロー図である。すなわち、インデクサ部１から未処理の基板が紫外線照射ユニットＵＶに供給されて紫外線照射を受け、その後、この基板に対してレジスト塗布前の洗浄処理がスピンスクラバＳＳによって行われる。その後、基板は、デハイドベークユニットＤＢによる脱水処理を受け、さらに、密着強化ユニットＡＰによる処理を受ける。そして、冷却ユニットＣＰ１にて、レジスト塗布前の基板を室温程度に冷却するための冷却処理を受ける。
【００６９】
スピンコータＳＣによってレジストが塗布された基板は、プリベークユニットＰＢにおいて加熱処理が施され、その後、この基板の温度を室温に調整するための冷却処理が、冷却ユニットＣＰ２によって施される。この冷却処理後の基板が、インタフェース部ＩＦを介して露光機ＥＸＰに搬入されて露光処理を受けることになる。
【００７０】
露光処理後の基板は、露光後加熱ユニットＰＥＢによる加熱処理を受け、さらに、冷却ユニットＣＰ３で室温に冷却されたうえで、スピンデベロッパＳＤに搬入されて現像処理を受ける。現像後には、基板は、ポストベークユニットＰost Ｂによってポストベーク処理を受け、冷却ユニットＣＰ４によって室温に冷却された後に、インデクサ部１に収容される。
【００７１】
なお、上述のプロセスフローには、必要に応じて他の処理工程が追加される場合もある。たとえば、デハイドベークユニットＤＢによる加熱処理と密着強化ユニットＡＰによる密着強化処理との間に、さらに冷却ユニットによる冷却処理が設けられる場合や、また、スピンコーターＳＣによるレジスト塗布処理と端面洗浄ユニットＥＲによる端面洗浄処理との間に、さらに減圧乾燥ユニットによるレジストの減圧乾燥処理が設けられる場合などがある。
【００７２】
図３は、上記冷却ユニットＣＰ２の構成を説明するための図解的な断面図である。隔壁４０で区画された処理室４１（冷却処理室）内には、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４２（基板冷却体）が配置されている。このクーリングプレート４２は、ほぼ水平な基板冷却面４２Ａを有し、この基板冷却面４２Ａには、球状のプロキシミティボール４３が複数個突設されている。クーリングプレート４２の内部には、冷却水経路４４が形成されており、この冷却水経路４４に、温調水ユニット４５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４４を出た冷却水は再び温調水ユニット４５に帰還されるようになっている。
【００７３】
クーリングプレート４２を上下方向に貫通するように複数本のリフトピン４６が配置されており、このリフトピン４６と、このリフトピン４６を昇降するエアシリンダなどを含む昇降駆動機構４７とによって、基板Ｓを基板冷却面４２Ａに対して近接／離間させる変位手段が構成されている。リフトピン４６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４７よる昇降によって、基板Ｓを、主搬送ロボット２４（図１参照）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４２の基板冷却面４２Ａよりも下方（正確にはプロキシミティボール４３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４２Ａ上（正確にはプロキシミティボール４３上）に載置することができる（二点鎖線の位置）。
【００７４】
主搬送ロボット２４が対向可能な前面隔壁４０Ａには、基板受け渡し高さに対応する位置に、基板通過口４９が形成されており、この基板通過口４９を開閉するためのシャッタ機構４８が設けられている。このシャッタ機構４８は、基板通過口４９を閉塞することができるシャッタ板４８Ａと、このシャッタ板４８Ａを、基板通過口４９を閉塞した閉塞位置と、基板通過口４９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４８Ｂとを有している。シャッタ板４８Ａを開成位置として基板通過口４９を開放した状態では、主搬送ロボット２４の基板保持ハンド２４ａは、処理室４１内に入り込んで、リフトピン４６との間で基板Ｓの授受を行うことができる。
【００７５】
前面隔壁４０Ａに対向する後面隔壁４０Ｂ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５０が形成されている。この排気口５０には、排気ダクト５１の一端が接続されている。この排気ダクト５１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５２が介装されている。このブロワ５２と、排気口５０との間の排気ダクト５１の途中部にはさらに、排気ダクト５１内の気体流通路を開閉可能な排気弁５３が介装されている。上記排気ダクト５１、ブロワ５２および排気弁５３などにより、処理室４１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５２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５３は不要となる。
【００７６】
クーリングプレート４２の上方の天面壁４０Ｃは、たとえば格子配列された複数のパンチ穴を有する整流板を形成しており、この天面壁４０Ｃの上には、面状の清浄用面フィルタ５５（たとえば、ＨＥＰＡフィルタ）が配置されている。そして、この清浄用面フィルタ５５のさらに上方には、温調給気装置５６からの冷却用空気を導く給気路５７が形成されている。温調給気装置５６は、温度調整された冷却用空気（たとえば２３℃）を圧送して給気する給気手段としての機能を有している。
【００７７】
上記温調水ユニット４５、昇降駆動機構４７、シャッタ駆動機構４８Ｂ、ブロワ５２、排気弁５３および温調給気装置５６の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６０（制御手段）が設けられており、この制御装置６０の働きによって、たとえば、次のような基板冷却動作が行われる。
【００７８】
制御装置６０は、温調水ユニット４５を制御することにより、クーリングプレート４２の温度を基板Ｓの冷却目標温度（たとえば、２３℃）に保持させる。
【００７９】
主搬送ロボット２４が未処理の基板Ｓを処理室４１に搬入するとき、リフトピン４６は上昇位置（基板受け渡し位置に対応する位置）にある。この状態で、制御装置６０は、シャッタ駆動機構４８Ｂを制御して、シャッタ板４８を開成させる。
【００８０】
その後、主搬送ロボット２４は、未処理の基板Ｓをリフトピン４６上に載置し、処理室４１外に退避する。この後、制御装置６０は、シャッタ板４８を閉成させ、さらに、昇降駆動機構４７を制御してリフトピン４６を下位置（先端が基板冷却面４２Ａの下方に埋没する位置）まで下降させる。これにより、基板Ｓは、基板冷却面４２Ａ上に載置されて近接された状態となり、その下面側から、クーリングプレート４２による冷却を受ける。
【００８１】
基板Ｓが、基板冷却面４２Ａに載置されるのとほぼ同じタイミングで、制御装置６０は、温調給気装置５６による冷却用空気の圧送を開始させる。この冷却用空気の温度は、冷却目標温度（たとえば、２３℃）とされる。これにより、清浄用面フィルタ５５を通って清浄化された冷却用気体が、クーリングプレート４２上に載置された基板Ｓの上面に向けて供給されることになる。こうして、基板Ｓの上面からの冷却が行われる。
【００８２】
ブロワ５２は、冷却ユニットＣＰ２の動作中は終始運転されている。そして、排気弁５３は、シャッタ板４８Ａが開成された直後に開成される。これにより、温調給気装置５６から冷却用空気が圧送されているときには、いわゆるプッシュ−プル排気が行われることになるので、基板Ｓの周囲の雰囲気を効率的に換気することができる。そのため、基板Ｓに対して、温度調整された新たな冷却用気体を良好に供給できるので、効率的な冷却処理を行える。また、温調給気装置５６からの冷却用気体の圧送が行われていない期間においても、基板通過口４９とシャッタ板４８Ａとの間に隙間を設ければ、その隙間から外部の空気が入り込むので、この気体を冷却用空気として用いて基板Ｓを冷却することができる。
【００８３】
基板Ｓの温度が冷却目標温度の近傍の温度（±１〜２℃）に達するように予め定められた一定時間の経過後には、制御装置６０は、昇降駆動機構４７を制御して、リフトピン４６を上昇させ、基板Ｓを基板冷却面４２Ａから離間させて、基板受け渡し位置に導く。そして、制御装置６０は、シャッタ板４８Ａを開成させる。その後、主搬送ロボット２４が、基板Ｓをリフトピン４６から受け取り、この後に、シャッタ板４８Ａが閉成される。そして、制御装置６０は、温調給気装置５６の運転を停止し、排気弁５３を閉じる。したがって、基板Ｓは、基板冷却面４２Ａを離れた後にも、主搬送ロボット２４によって搬出される以前の期間においては、冷却用空気による冷却を受けることができる。
【００８４】
なお、温調給気装置５６による冷却用空気の圧送は、たとえば、シャッタ板４８が閉成された直後から開始されてもよい。これにより、リフトピン４６の下降によって基板Ｓが基板冷却面４２Ａに近接されていく過程においても基板Ｓを、上方からの冷却用気体によって冷却できる。
【００８５】
また、温調給気装置５６は、冷却ユニットＣＰ２の動作中終始動作させておいても差し支えない。
【００８６】
以上のように、基板Ｓの下面からの冷却をクーリングプレート４２によって行い（近接冷却工程）、同時に、基板Ｓの上面からの冷却を冷却用空気によって行う（気体供給工程）ようにしているので、基板Ｓを短時間で冷却することができる。しかも、冷却用空気による基板Ｓの冷却によって、基板Ｓの冷却精度を高めることができる。とくに、基板冷却面４２Ａを離れた後に冷却用空気による基板Ｓの冷却が行われることにより、基板Ｓの温度を確実に冷却目標温度に極近い温度に調整することができる。そのため、その後の露光処理において、基板Ｓの熱伸縮に起因する露光位置ずれを抑制できる。
【００８７】
なお、基板Ｓが基板受け渡し位置まで上昇された後、一定時間だけ待機して、その後、シャッタ板４８Ａの開成および主搬送ロボット２４による基板Ｓの搬出が行われるようにしてもよい。これにより、冷却用空気によって基板Ｓを十分に冷却できるから、基板Ｓの温度精度をさらに高めることができる。
【００８８】
さらにこの場合には、クーリングプレート４２の温度調整が精密に行われる必要がないから、この温度制御に関連する処理を簡素化することができるという利点もある。つまり、クーリングプレート４２によって粗冷却を行い、その後、冷却用気体によって精密冷却を行うことにより、精密な基板冷却処理を行える。
【００８９】
また、この場合に、クーリングプレート４２の温度を冷却目標温度よりも低く設定しておいてもよい。たとえば、冷却目標温度が２３℃の場合に、クーリングプレート４２の温度を１７℃程度に設定しておく。これにより、クーリングプレート４２に基板Ｓを近接させることによって、基板Ｓはすみやかに冷却目標温度に近づくことになる。よって、クーリングプレート４２による粗冷却の時間を短縮できるから、全体の基板冷却処理時間をさらに短縮できる。
【００９０】
また、上述のように、ブロワ５２による排気によって、基板通過口４９からクリーンルーム内の外部空気が供給され、この外部空気を冷却用気体として利用できるので、外部気体の温度が冷却目標温度にほぼ等しい場合、つまり、冷却目標温度が室温程度（たとえば、２３℃程度）の場合には、温調給気装置５６は必ずしも設けられる必要はない。ただし、熱処理ユニットからの熱影響などのために外部空気の温度が適温でない場合には、温調給気装置５６を用いることが好ましい。
【００９１】
さらに、温調給気装置５６からの冷却用空気の供給は、基板Ｓの上方から行われる必要はなく、たとえば、基板通過口４９が形成された前面隔壁４０Ａの両側辺に連なる側面の隔壁から冷却用空気が導入されてもよい。この場合、一方の側壁の側面隔壁から冷却用空気が導入されてもよいし、両方の側面隔壁から冷却用空気が導入されてもよい。
【００９２】
図４は、この発明の一実施形態を説明するための斜視図であり、インバッファ３１に適用された基板冷却装置の構成が示されている。なお、この実施形態の説明においては、上述の図１を併せて参照することとする。
【００９３】
この実施形態においては、露光処理前の冷却処理を行う冷却ユニットＣＰ２においては、冷却用気体による基板Ｓの冷却は行われず、専ら、クーリングプレート上に基板Ｓを載置することによって、基板Ｓの冷却処理が行われる。
【００９４】
このような通常の構成の冷却ユニットＣＰ２での冷却処理を経た基板Ｓは、主搬送ロボット２４によって、基板受け渡しユニットＴＲＰ２に受け渡され、さらに、この基板受け渡しユニットＴＲＰ２によってインタフェース部ＩＦに運び込まれる。この基板Ｓは、さらに、搬送ロボット３４によってインバッファ３１に運び込まれ、露光処理が施されるまで待機させられる。この場合、主搬送ロボット２４、基板受け渡しユニットＴＲＰ２および搬送ロボット３４が、搬送手段に相当する。
【００９５】
この実施形態において、露光機前バッファ室となるインバッファ３１の内部空間は、冷却用空気によって待機中の基板Ｓを精密冷却するための外部室として機能する。すなわち、インバッファ３１は、前面（搬送ロボット３４に対向する側）および後面が開口した箱状に形成されており、その後面には、清浄用面フィルタ７０が配置されている。この清浄用面フィルタ７０の背後には、冷却用空気通路が内部に形成された給気室７１が備えられており、この給気室７１には、温調給気装置７２からの冷却用空気がダクト７３を介して圧送されるようになっている。
【００９６】
インバッファ３１の両側壁には、図４において透視状態で示すように、基板Ｓの下面の周縁部を支持するための円柱状の基板支持部材７５が複数個固定されている。一方の側壁において前後に間隔を開けて配置された一対の基板支持部材７５と、これらの一対の基板支持部材７５に対向する他方の側壁上の一対の基板支持部材７５との合計４個の基板支持部材７５は、一水平面内に配列されており、この４個の基板支持部材７５によって一枚の基板Ｓを保持する一段の棚が形成されている。このような棚が、鉛直方向に沿って複数段形成されており、これにより、インバッファ３１内には、複数枚の基板Ｓが積層された状態で収容され得るようになっている。
【００９７】
この構成により、冷却ユニットＣＰ２での粗冷却を受けた基板Ｓは、インバッファ３１において、温調給気装置７２および洗浄用面フィルタ７０を介し、さらにインバッファ３１の後面の開口を通して供給される冷却用気体によって、精密冷却処理を受ける。インバッファ３１においては、通常、比較的長時間に渡って基板Ｓが待機させられるから、このインバッファ３１において冷却用気体による冷却を行うことにより、温度精度の高い冷却処理が可能になる（±０．５℃）。しかも、インバッファ３１から取り出された基板Ｓは、搬送ロボット３４によってすみやかに露光機ＥＸＰに搬入されて露光処理を受けるため、搬送中における温度変化も最小限に抑制できる。これにより、精度の高い露光処理を実現できる。
【００９８】
しかも、クーリングプレートによる冷却と、冷却用気体による冷却とを別室で行っているので、スループットを向上できるという利点がある。
【００９９】
また、この実施形態では、基板Ｓの表面とほぼ平行に冷却用空気の気流７７が形成される構成になっているので、インバッファ３１に保持されている複数枚の基板Ｓに対して効率的に冷却用気体を供給できる。
【０１００】
なお、温調給気装置７２によりインバッファ３１に向けて冷却用空気を圧送する代わりに、たとえば、インバッファ３１の後面開口に排気ダクトを接続して、ブロワなどでインバッファ３１の内部空間の強制排気を行うようにしてもよい。この場合、インバッファ３１の前面の基板取り出し用開口７８から外部空気が導入されるので、この外部空気を冷却用気体として利用して、インバッファ３１内の基板Ｓの精密冷却を行うことができる。
【０１０１】
また、たとえば、インバッファ３１の一側壁または両側壁から冷却用気体を圧送するとともに、インバッファ３１の後面からブロワなどを用いて強制排気を行うことにより、いわゆるプッシュ−プル排気を行うようにしてもよい。
【０１０２】
図５は、基板冷却装置の他の構成を説明するための図解的な平面図であり、図６は、図５の切断面線VI−VIから見た図解的な断面図である。この構成においても、露光処理前の冷却処理を行う冷却ユニットＣＰ２は、上記の実施形態の場合と同じく、専ら、クーリングプレート上に基板Ｓを載置することによって基板Ｓを冷却する構成の、通常の冷却ユニットである。
【０１０３】
この図５の構成においては、冷却ユニットＣＰ２から搬出されてから露光機ＥＸＰに搬入されるまでに基板Ｓが通る経路全体を取り囲む経路室９０に対して、温調給気装置９１によって作成された冷却用気体が清浄用面フィルタ９２を通して供給されるようになっている。すなわち、インタフェース部ＩＦの上方に洗浄用面フィルタ９２が配置されており、この洗浄用面フィルタ９２に対して、温調給気装置９１からの冷却用気体が、冷却用気体通路９３を介して圧送されるようになっている。そして、洗浄用面フィルタ９２によって清浄化された冷却用気体が、インタフェース部９２の内部空間および基板受け渡しユニットＴＲＰ２の内部空間を含む経路室９０に対して、上方から供給されるようになっている。
【０１０４】
この構成により、冷却ユニットＣＰ２において粗冷却された基板Ｓを、経路室９０において精密冷却することができ、上述の実施形態の場合と同様な効果を奏することができる。しかも、この図５の構成においては、冷却ユニットＣＰ２から搬出された基板Ｓは、露光機ＥＸＰに搬入されるまでの過程において、終始、温度調整されることになるから、極めて厳密に温度調整された基板Ｓに対して露光処理を行わせることができる。これにより、さらなる精密露光が可能になる。
【０１０５】
なお、この図５の構成を変形して、たとえば、洗浄用面フィルタ９２の上方を、クリーンルーム内の空気を取り入れることができるように開放しておくとともに、インタフェース部ＩＦの下方寄りの位置において経路室９０の内部の空気を強制排気する排気手段（ブロワおよび排気ダクトなど）を設けてもよい。これにより、クリーンルーム内の空気をインタフェース部ＩＦの上方から冷却用気体として経路室９０内に取り込むことができる。
【０１０６】
また、上記の排気手段と、温調給気装置９１とを両方設けて、いわゆるプッシュ−プル排気を行うことにより、経路室９０内の基板Ｓに対して冷却用空気を効率的に供給するようにしてもよい。
【０１０７】
その他の構成例としては、たとえば、冷却ユニットＣＰ２で粗冷却された後の基板Ｓに対して、インタフェース部ＩＦにおいて冷却用空気による精密冷却処理が施されるようになっているが、処理ユニット部２に、精密冷却のための外部室を設けてもよい。すなわち、例えば、処理ユニット部２の二階部分２２に、冷却用空気を基板Ｓに供給して精密冷却を行うユニットを追加すればよい。これにより、基板Ｓの粗冷却と精密冷却とを別のユニットで行うことができるので、基板Ｓのスループットを向上できる。
【０１０８】
なお、この場合において、外部室に、複数枚の基板を収容するための数段の棚を設けておけば、冷却用空気による冷却のために十分な時間をとることができる。すなわち、外部室からの基板の取り出しを、先入れ先出し式で行うことにより、各基板に対して、十分な空冷時間を確保できる。逆に言えば、各基板の空冷に必要な時間に対応する段数分だけ、外部室内に棚を設けておけばよい。棚に置かれた基板とほぼ平行な方向に冷却用空気の気流を形成することが好ましい点は、上記の実施形態の場合と同様である。
【０１０９】
さらに、上述の図３の構成においては、水冷式のクーリングプレート４２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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
また、上記の実施形態では、露光処理前の基板の冷却処理（ＣＰ２）にこの発明が適用された例について説明したが、たとえば、図２に示されたプロセスにおいて、レジスト塗布（ＳＣ）前の冷却処理（ＣＰ１）、露光後加熱処理（ＰＥＢ）後の冷却処理（ＣＰ３）、ポストベーク（Ｐost Ｂ）後の冷却処理（ＣＰ４）、および密着強化処理（ＡＰ）前の冷却処理（図示せず）のうちのいずれか１つまたは２つ以上にこの発明が適用されてもよい。
【０１１２】
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、上述のフォトリソグラフィ工程以外の場合であっても、室温よりも高い温度に加熱された基板を冷却する場合であれば適用することができる。
【０１１３】
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に係る基板冷却装置が適用される基板処理装置のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。
【図２】上記の基板処理装置による処理工程の一例を示すプロセスフロー図である。
【図３】  冷却ユニットの構成を説明するための図解的な断面図である。
【図４】  この発明の一実施形態を説明するための斜視図であり、インバッファに適用された基板冷却装置の構成が示されている。
【図５】  基板冷却装置の他の構成を説明するための図解的な平面図である。
【図６】図５の切断面線VI−VIから見た図解的な断面図である。
【符号の説明】
１０    基板処理装置
ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４    冷却ユニット
ＩＦ    インタフェース部
３１    インバッファ
３２    アウトバッファ
ＥＸＰ  露光機
４１    処理室
４２    クーリングプレート
４４    冷却水通路
４５    温調水ユニット
４６    支持ピン
４７    昇降駆動機構
４８    シャッタ機構
４８Ａ  シャッタ板
４８Ｂ  シャッタ駆動機構
４９    基板通過口
５０    排気口
５１    排気ダクト
５２    ブロワ
５３    排気弁
５５    清浄用面フィルタ
５６    温調給気装置
５７    給気路
６０    制御装置
７０    清浄用面フィルタ
７１    給気室
７２    温調給気装置
７５    基板支持部材
９０    経路室
９１    温調給気装置
９２    清浄用面フィルタ
９３    冷却用気体通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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