(57)【要約】【課題】均一性高く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。【解決手段】基板を載置する載置面を備えた載置台と、前記載置面に設けられ、前記基板の裏面を支持する突起と、前記載置面を冷却するために前記載置台に設けられ、冷媒が流通する冷媒流路と、前記載置面の周縁部に周方向に複数設けられ、基板を冷却するための冷却ガスを吐出するガス吐出口と、前記載置面の中央部に設けられ、前記冷却ガスを吸引するためのガス吸引口と、前記載置面に設けられ、冷却ガスを基板の周方向へ向けて拡散させるための溝と、を備えるように基板冷却装置を構成する。このように構成することで、前記載置面に載置された基板を均一性高く基板を冷却することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置する載置面を備えた載置台と、
前記載置面に設けられ、前記基板の裏面を支持する突起と、
前記載置面を冷却するために前記載置台に設けられ、冷媒が流通する冷媒流路と、
前記載置面の周縁部に周方向に複数設けられ、基板を冷却するための冷却ガスを吐出するガス吐出口と、
前記載置面の中央部に設けられ、前記冷却ガスを吸引するためのガス吸引口と、
前記載置面に設けられ、冷却ガスを基板の周方向へ向けて拡散させるための溝と、
を備えたことを特徴とする基板冷却装置。
【請求項２】
前記載置面の周縁部の周方向に複数の前記ガス吐出口が設けられる代わりに複数のガス吸引口が設けられ、
前記載置面の中央部に前記ガス吸引口が設けられる代わりにガス吐出口が設けられ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】
前記ガス吸引口は複数設けられてい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４】
前記溝は、前記載置面の中心を中心とした同心円状に複数設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板冷却装置。
【請求項５】
前記冷媒流路に供給される冷媒の温度は、ガス吐出口に供給される冷却ガスの温度よりも低く制御されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板冷却装置。
【請求項６】
前記ガス吐出口から基板に供給される冷却ガスの流量は、前記ガス吸引口により吸引されるガスの流量よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板冷却装置。
【請求項７】
前記載置台は、基板搬送機構の一部をなし、移動手段により移動自在に構成されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の基板冷却装置。
【請求項８】
前記載置面の周縁部にて盛り上がり、基板の周縁部を支持する段を備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の基板冷却装置。
【請求項９】
基板を載置台の載置面に載置する工程と、
前記載置面に設けられた突起に前記基板を支持させる工程と、
前記載置面を冷却するために、前記載置台に設けられた冷媒流路に冷媒を流通させる工程と、
前記載置面の周縁部に、周方向に複数設けられたガス吐出口から、基板を冷却するための冷却ガスを吐出する工程と、
前記載置面の中央部に設けられたガス吸引口から前記冷却ガスを吸引する工程と、
前記載置面に設けられた溝により、冷却ガスを基板の周方向へ向けて拡散させる工程と、
を備えたことを特徴とする基板冷却方法。
【請求項１０】
前記載置面の周縁部に、周方向に複数設けられたガス吐出口から前記冷却ガスを吐出する工程を行う代わりに、前記載置面の中央部に設けられたガス吐出口から前記冷却ガスを吐出する工程を行い、
前記載置面の中央部に設けられたガス吸引口から前記冷却ガスを吸引する工程を行う代わりに、前記載置面の周縁部の周方向に複数設けられたガス吸引口から前記冷却ガスを吸引する工程を行うことを特徴とする請求項９記載の基板冷却方法。
【請求項１１】
前記冷媒流路に供給される冷媒の温度を、ガス吐出口に供給される冷却ガスの温度よりも低く制御する工程を含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の基板冷却方法。
【請求項１２】
ガス吐出口から基板に供給される冷却ガスの流量を、ガス吸引口により吸引されるガスの流量よりも小さく制御することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか一つに記載の基板冷却方法。
【請求項１３】
基板冷却装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項９ないし１２のいずれか一つに記載の基板冷却方法を実施するためのものであることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板冷却装置、基板冷却方法及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
レジストパターンを形成する塗布、現像装置には加熱処理された半導体ウエハ（以下、ウエハという）を冷却させるクーリングプレートと呼ばれるウエハ冷却装置が設けられている。このウエハ冷却装置は、例えばレジストなどの塗布膜を形成する前にウエハを冷却（温調）して、所定の温度にする。この冷却後に塗布膜形成処理が行われることでウエハごとに均一性高く成膜を行うことができる。また、現像処理前にもこのウエハ冷却装置でウエハが冷却されることで、パターンの線幅の均一性を高くすることができる。
【０００３】
ウエハ冷却装置は、ウエハを載置する載置台を備えており、載置台表面はいわゆるチラーにより温度制御されている。詳しく説明すると、共通の冷凍機により温度制御された冷却水が流通する循環路が各載置台に設けられており、この冷却水により載置台表面が冷却される。それによって、載置台に載置されたウエハを冷却することができる。
【０００４】
ところで、塗布、現像装置のスループットの向上が図られており、そのために前記ウエハ冷却装置の冷却速度を向上させることが検討されている。しかし、前記冷却水は、各載置台に載置されたウエハを冷却目標温度例えば２３℃に冷却させるために、その目標温度に対応した温度に制御する必要がある。つまり、冷却水の冷却温度は前記冷却目標温度によって制限される。従って、塗布、現像装置にウエハ冷却装置を複数設けた場合、各載置台に載置されたウエハの温度が異なっていても、同じ温度の冷却水を供給しなければならないことから、ウエハを急激に冷却することが難しい場合がある。また、ウエハ冷却装置ごとに独立して冷却水の温度を制御できるように複数の冷凍機を設けて、個別に冷却水の温度制御を行い、スループットを向上させることが考えられるが、コストが高くなってしまう。
【０００５】
そのようなことから冷却水による冷却を行う他に、載置台と載置されたウエハの裏面との間に冷却ガスを供給して当該ウエハの冷却を行うことが検討されており、例えば特許文献１には、そのように構成された基板冷却装置が示されている。しかし、このように冷却ガスを併用して冷却を行う場合、ガスの流れを制御して、ウエハを均一性高く冷却することが難しいという問題がある。冷却ガス流の制御が不十分である結果、ウエハの面内で温度が不均一になった状態で、レジストや各種の膜を形成する薬液が供給されると、当該ウエハの面内で膜厚が不均一になってしまうおそれがある。また、この状態で現像液が供給されると、当該ウエハの面内でレジストパターンの線幅が異なってしまうおそれがある。
【０００６】
例えば、前記特許文献１には載置台に基板の周方向に沿って線状に突起を形成し、基板の下面におけるガス流れの偏りを防止できるとされている。しかし、このように突起を設けた場合、実際には突起にガス流が遮られ、当該突起の内側には冷却ガスが行き渡り難く、均一性高い冷却は難しいと考えられる。また、特許文献２には基板に目標温度よりも低い冷却ガスを供給し、その後、冷却ガスを目標温度にして、基板を急速に冷却する手法が記載されているが、均一性高く基板を冷却する手段については記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１９５５９９（段落００９３、図１９、図２２）
【特許文献２】特開平７−１５３７４９（段落００３３、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、均一性高く基板を冷却することができる基板冷却装置、基板冷却方法及び当該冷却方法を実施するコンピュータプログラムを備えた記憶媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の基板を載置する載置面を備えた載置台と、
前記載置面に設けられ、前記基板の裏面を支持する突起と、
前記載置面を冷却するために前記載置台に設けられ、冷媒が流通する冷媒流路と、
前記載置面の周縁部に周方向に複数設けられ、基板を冷却するための冷却ガスを吐出するガス吐出口と、
前記載置面の中央部に設けられ、前記冷却ガスを吸引するためのガス吸引口と、
前記載置面に設けられ、冷却ガスを基板の周方向へ向けて拡散させるための溝と、
を備えたことを特徴とする。前記ガス吸引口は例えば複数設けられている。
【００１０】
前記載置面の周縁部の周方向に複数の前記ガス吐出口が設けられる代わりに複数のガス吸引口が設けられ、前記載置面の中央部に前記ガス吸引口が設けられる代わりにガス吐出口が設けられていてもよい。前記溝は、例えば前記載置面の中心部を中心とした同心円状に複数設けられている。前記冷媒流路に供給される冷媒の温度は、ガス吐出口に供給される冷却ガスの温度よりも低く制御されるようにしてもよく、例えば前記ガス吐出口から基板に供給される冷却ガスの流量は、前記ガス吸引口により吸引されるガスの流量よりも小さい。また、前記載置台は、基板搬送機構の一部をなし、移動手段により移動自在に構成されるように、構成されてもよく、前記載置面の周縁部にて盛り上がり、基板の周縁部を支持する段を備えていてもよい。
【００１１】
本発明の基板冷却方法は、基板を載置台の載置面に載置する工程と、
前記載置面に設けられた突起に前記基板を支持させる工程と、
前記載置面を冷却するために、前記載置台に設けられた冷媒流路に冷媒を流通させる工程と、
前記載置面の周縁部に、周方向に複数設けられたガス吐出口から、基板を冷却するための冷却ガスを吐出する工程と、
前記載置面の中央部に設けられたガス吸引口から前記冷却ガスを吸引する工程と、
前記載置面に設けられた溝により、冷却ガスを基板の周方向へ向けて拡散させる工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
前記載置面の周縁部に、周方向に複数設けられたガス吐出口から前記冷却ガスを吐出する工程を行う代わりに、前記載置面の中央部に設けられたガス吐出口から前記冷却ガスを吐出する工程を行い、前記載置面の中央部に設けられたガス吸引口から前記冷却ガスを吸引する工程を行う代わりに、前記載置面の周縁部の周方向に複数設けられたガス吸引口から前記冷却ガスを吸引する工程を行ってもよい。また、前記冷媒流路に供給される冷媒の温度を、ガス吐出口に供給される冷却ガスの温度よりも低く制御してもよい。ガス吐出口から基板に供給される冷却ガスの流量を、ガス吸引口により吸引されるガスの流量よりも小さく制御してもよい。
【００１３】
本発明の記憶媒体は、基板冷却装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記コンピュータプログラムは、上記の基板冷却方法を実施するためのものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基板の載置面を冷却するための冷媒流路と、前記載置面の周縁部に、周方向に複数設けられた、冷却ガスのガス吐出口と、前記載置面の中央部に設けられたガス吸引口と、前記載置面に設けられ、冷却ガスを基板の周方向へ向けて拡散させるための溝と、を備えている。このような構成によって、基板を均一性高く冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るウエハ冷却装置の斜視図である。
【図２】前記ウエハ冷却装置の縦断側面図である。
【図３】前記ウエハ冷却装置によりウエハが冷却される工程図である。
【図４】前記ウエハの温度変化と冷却エアの供給のタイミングとを示したグラフ図である。
【図５】前記ウエハ冷却装置の載置台表面における冷却エアの流れを示した説明図である。
【図６】他のガス供給のタイミングを示したグラフ図である。
【図７】前記載置台表面に形成される溝の他の例を示した説明図である。
【図８】前記載置台表面に形成される溝の他の例を示した説明図である。
【図９】前記冷却装置が組み込まれた加熱装置の斜視図である。
【図１０】前記冷却装置に設けられた冷却アームの平面図である。
【図１１】前記冷却アームの縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
本発明の基板冷却装置に係るウエハ冷却装置１について、その斜視図、縦断側面図である図１、図２を夫々参照しながら説明する。ウエハ冷却装置１は、基板であるウエハＷを冷却する装置であり、扁平な円形状の載置台１１を備えている。載置台１１は当該載置台１１の表面を構成する円板２と、この円板２を支持する支持部３と、を備えている。前記ウエハＷは、不図示の搬送機構により当該冷却装置１に搬送される。
【００１７】
円板２の周縁部には、当該円板２の周方向に沿って多数のエア吐出口２１が、間隔をおいて形成されている。また、円板２の中央部には当該円板２の周方向に沿って多数のエア吸引口２２が、間隔をおいて形成されている。これらエア吐出口２１及びエア吸引口２２は鉛直方向に開口している。また、エア吸引口２２に囲まれるように、３つの孔２３が開口している。これら孔２３を介して、後述の昇降ピン３３が昇降する。
【００１８】
円板２の表面のエア吐出口２１とエア吸引口２２との間には、互いに大きさの異なるリング状の溝２４が、複数形成されている。溝２４は、円板２の中心を中心として、同心円状に配列されており、後述のようにエア吐出口２１からエア吸引口２２に向かう冷却エア（冷却ガス）を、ウエハＷの周方向に向けて拡散させる役割を有する。各溝２４の幅は例えば１ｍｍ〜２ｍｍであり、各溝２４の深さは例えば０．２ｍｍ〜１ｍｍである。
【００１９】
また、円板２の表面には多数の支持ピン２５が分散されて配置されている。支持ピン２５は、ウエハＷの裏面を支持し、支持ピン２５に支持されたウエハＷは、後述するように冷却水により冷却された円板２及びウエハＷの裏面を流れる冷却エアにより冷却される。このようなウエハＷの冷却が効率よく行われるように、図２にＨで示す、支持ピン２５の高さは例えば４０μｍ〜１００μｍに設定される。
【００２０】
さらに円板２には、その径方向に沿って３基の温度センサ２６ａ、２６ｂ、２６ｃが埋設されている。温度センサ２６ａは円板２の中心部の表面温度を、温度センサ２６ｂ、２６ｃは円板２の周縁部の表面温度を夫々検出し、これら温度センサ２６は、検出した温度に応じて後述の制御部１００に出力信号を送信する。この例では載置台１１に載置されたときにウエハＷと円板２とが近接することから、円板２の表面温度がウエハＷの温度と略同じであるものと見ている。そして、各温度センサ２６ａ〜２６ｃの検出結果に基づいて冷却エアの供給が制御され、当該ウエハＷの温度が管理されている。
【００２１】
続いて支持部３について説明する。支持部３には下流側が前記エア吐出口２１に接続されるエア供給路３１が設けられており、エア供給路３１の上流側にはエア供給管４１の一端が接続されている。エア供給管４１の他端は、エア冷却部４２、流量制御部４３をこの順に介してエアが貯留された供給源４４に接続されている。流量制御部４３は、バルブやマスフローコントローラなどにより構成されており、後述の制御部１００から出力される制御信号を受信して、前記エア吐出口２１へのエアの給断を制御する。
【００２２】
エア冷却部４２は、冷媒を循環させる流路と、ガス供給管４１に介設されるエアの流路とを備えている。このエア冷却部４２においては、制御部１００から出力される制御信号に従って前記冷媒の流通量が制御され、それによって前記流路を流れるエアと当該冷媒との交換熱量が制御される。そして、このエアと冷媒との熱交換によって当該ガス供給部４２に供給されたエアが所定の温度に冷却され、ウエハＷの裏面に供給される。
【００２３】
また、支持部３には上流側がエア吸引口２２に接続されたエア吸引路３２が設けられており、エア吸引路３２の上流側にはエア吸引管４５の一端が接続されている。エア吸引管４５の他端は、排気量調整部４６を介して真空ポンプなどにより構成される排気手段４７に接続されている。前記排気量調整部４６はバルブやマスフローコントローラなどにより構成されており、制御部１００から出力される制御信号を受信して、エア吸引口２２からの排気量を調整する。
【００２４】
支持部３は、不図示の搬送手段と載置台１１との間でウエハＷを受け渡すための昇降ピン３３及びこの昇降ピン３３を昇降させる駆動機構３４を備えている。昇降ピン３３は、前記孔２３を介して円板２において突没することができる。
【００２５】
また、支持部３には、エア供給路３１、エア吸引路３２及び昇降ピン３３に干渉しないように、例えば支持部３の周方向に沿って、リング状に冷却水の流路３５が形成されている。流路３５には冷却水供給管３６及び冷却水回収管３７の各一端が接続され、冷却水供給管３６及び冷却水回収管３７の各他端は、水冷却部３８に接続されている。流路３５、冷却水供給管３６及び冷却水回収管３７は冷却水の循環路を構成している。また、この循環路において冷却水を循環させるためのポンプ３９が冷却水回収管３７に介設されている。
【００２６】
水冷却部３８は、冷媒を循環させる冷媒の流路と、冷却水供給管３６及び冷却水回収管３７に接続される冷却水の流路とを備えている。制御部１００から出力される制御信号に従って前記冷媒の流通量が制御され、それによって前記流路を流れる冷却水と当該冷媒との交換熱量が制御される。ポンプ３９により冷却水回収管３７の水が水冷却部３８に供給され、当該水冷却部３８にて設定した温度に調整されて、冷却水供給管３６を介して支持部３の冷却水流路３５に供給される。
【００２７】
このウエハ冷却装置１には、例えばコンピュータからなる制御部１００が設けられている。制御部１００はプログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部などを備えており、前記プログラムには制御部１００からウエハ冷却装置１の各部に制御信号を送り、既述の各処理工程を進行させるように命令（各ステップ）が組み込まれている。また、例えばメモリは冷却水の温度、冷却エアの供給流量及び電力値などの処理パラメータの値が書き込まれる領域を備えている。ＣＰＵがプログラムの各命令を実行する際これらの処理パラメータが読み出され、そのパラメータ値に応じた制御信号がこのウエハ冷却装置１の各部位に送られることになる。このプログラム（処理パラメータの入力操作や表示に関するプログラムも含む）は、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）メモリーカードなどの記憶媒体に格納されて制御部１００にインストールされる。
【００２８】
続いて、このウエハ冷却装置１にてウエハＷが冷却される様子を図３の載置台１１の側面図と、図４のウエハＷの温度変化及び冷却エアの給断を示すタイムチャートとを参照しながら説明する。既述のように、このウエハＷの各部の温度は、温度センサ２６ａ〜２６ｃにより測定される円板２の各部の温度に対応する。なお、図４において、実線はウエハ冷却装置１によるウエハＷの温度変化を示しているが、比較のために従来のウエハ冷却装置により冷却されるウエハＷの温度変化を鎖線で示している。ここで、従来のウエハ冷却装置とは、冷却エアが用いられず、載置台１１を流れる冷却水のみによってウエハＷを冷却する装置である。
【００２９】
このウエハ冷却装置１に搬送されるウエハＷは、例えば当該ウエハ冷却装置１の前段に設けられたウエハ加熱装置で１５０℃程度に加熱されている。そして、このウエハ冷却装置１では前記ウエハＷを、冷却目標温度として２３℃に冷却できるように、予め水冷却部３８により２３℃に温度制御された冷却水が冷却水供給管３６を介して載置台１１の冷却水流路３５に供給されている。冷却水流路３５に供給された冷却水は、冷却水回収管３７を介して水冷却部３８に回収され、２３℃に温度制御されて、繰り返し冷却水流路３５に供給されている。このように冷却水が循環することで、載置台１１の表面温度が２３℃に保たれている。さらに予めエア吸引口２２を介して排気が行われている（図３（ａ））。また、温度センサ２６ａ〜２６ｃは、円板２における当該温度センサ２６の周囲の各部の温度を検出し、その検出値に対応する信号を制御部１００に出力している。
【００３０】
そして、不図示のウエハ搬送手段により、前記ウエハＷが載置台１１上に搬送されると、昇降ピン３３が上昇し、ウエハＷの裏面を支持した後に下降する。そして、ウエハＷが支持ピン２５上に受け渡され、ウエハＷの熱により載置台１１の表面温度が上昇する。ウエハＷが載置台１１に受け渡された直後にエア供給管４１にエアが供給される（図４中時刻ｔ0）。
【００３１】
制御部１００が、３基の温度センサ２６ａ〜２６ｃによる検出温度がすべて２３℃以下であるかどうかの判定を開始する。そして、冷却水の循環により載置台１１表面が冷却され、載置台１１の表面と当該ウエハＷとの間で熱交換が起こり、ウエハＷの表面の温度が低下する。
【００３２】
エア供給管４１に供給されたエアは、エア冷却部４２にて、ウエハＷの冷却目標温度（２３℃）よりも低い２０℃に冷却されて、円板２のエア吐出口２１からウエハＷの裏面に吐出される（図３（ｂ））。ウエハＷが載置台１１から浮き上がらないようにするために、各エア吐出口２１から吐出されるエア供給流量の合計は、各エア吸引口２２から吸引されるエアの流量の合計よりも小さくなるように制御される。図５に矢印で示すように、エア吐出口２１から吐出された冷却エアは、ウエハ冷却装置１の周囲のエアと共にエア吸引口２２に吸引され、円板２表面の周縁部から中央部側へと向かい、溝２４に流入する。そして、冷却エアは、この溝２４に沿って円板２の周方向にガイドされながら、当該円板２をさらにその中央部へと進んで行き、エア吸引口２２に流入して排気される。
【００３３】
このように載置台１１表面とウエハＷの裏面との間に形成される冷却エアに曝されて、これら載置台１１表面及びウエハＷが急激に冷却される。そして、ウエハＷの中央部が吸引されることで、図３（ｂ）に示すようにウエハ冷却装置１に搬入時に、その中央部が周縁部に比べて高くなるようにウエハＷが反っている場合、図３（ｃ）に示すように反りが解消される。
【００３４】
ウエハＷの冷却が続けられ、３基の温度センサ２６ａ〜２６ｃの検出温度が２３℃以下になると、制御部１００は流量制御部４３に制御信号を送信し、エア供給源４４からのエアの供給が停止する（図４中時刻ｔ１）。冷却エアの供給停止後もウエハＷと円板２との間に残留している冷却エアにより、少しの間ウエハＷの温度が下降を続ける。その後、冷却水の温度が２３℃であるため、ウエハＷ表面の温度は２３℃に上昇して、当該２３℃に保たれる。即ち、図４に示すように、ウエハＷの温度変化のグラフが２３℃を一旦下回ってから２３℃で安定する、いわゆるオーバーシュートになる。このように冷却がなされた後、昇降ピン３３が冷却されたウエハＷを突き上げ、当該ウエハＷは不図示の搬送手段に受け渡されて、ウエハ冷却装置１から搬出される。
【００３５】
このウエハ冷却装置１によれば、エア吐出口２１からエア吸引口２２に向かう冷却エアが、載置台１１の表面の溝２４によりウエハＷの周方向に拡散する。その結果として、ウエハＷを冷却するにあたりウエハＷの面内で温度がばらつくことを抑えることができる。また、ウエハ冷却装置１では、冷却エアと、冷却水により冷却された載置台１１とによりウエハＷを冷却しているので、前記載置台１１のみによってウエハＷを冷却する場合に比べて、ウエハＷの冷却時間を短縮することができる。さらに、この例ではウエハＷの冷却目標温度よりも低い温度の冷却エアをウエハＷに供給しているので、ウエハ冷却装置１において特にウエハの冷却開始直後の降温性能を向上させることができる。これらのことから、図４に示したようにウエハＷ１枚あたりの冷却時間を短縮することができるので、スループットを向上させることができる。
【００３６】
前記冷却エアは、支持部３上に支持されたウエハの裏面と載置台１１表面との僅かな隙間を流通することから、例えばウエハＷの上方からノズルによって冷却エアを供給する場合に比べて、ウエハＷの面内に均一性高く広がる。そのため、ウエハＷを均一性高く冷却することができる。また、ウエハ冷却装置１においてはエア吸引口２２が複数分散して設けられている。エア吸引口２２が一箇所のみに設けられていると、当該エア吸引口２２の周囲の圧力が過度に低くなり、ウエハＷが載置台１１に押し付けられ、支持ピン２５と擦れてパーティクルが発生するおそれがある。従って、このように複数個のエア吸引口２２を分散して設けることが好ましい。
【００３７】
また、上記の例ではエア吐出口２１を円板２の周縁部に沿って複数設ける一方で、エア吸引口２２を円板２の中央部に設けているが、これとは逆にエア吸引口２２を円板２の周縁部沿って複数設ける一方で、エア吐出口２１を円板２の中央部に設けてもよい。ただし、上記の例のようにエア吐出口２１を円板２の周縁部に、エア吸引口２２を円板２の中央部に夫々形成した方が、ウエハ冷却装置１の周囲のエアの吸引量が抑えられる。従ってこのウエハ冷却装置１を塗布、現像装置などの処理装置に組み込んだときに、冷却装置１の周囲の気流に影響を与えることが抑えられる。その結果、前記処理装置における処理に影響を与えることが抑えられるので有利である。
【００３８】
また、冷却エアの温度及び供給するタイミングとしては、上記の例に限られず、例えば冷却エアの温度を冷却水と同じ２３℃に設定し、図６に示すようにウエハＷの温度が目標とする温度２３℃に近づいた時刻ｔ２にて冷却エアの供給を停止させてもよい。また、温度センサ２６ａ〜２６ｃを設けず、予め実験により冷却エアの供給を開始してからウエハＷの温度が所望の温度になるまでの時間を求めておき、その時間だけエアを供給するようにしてもよい。
【００３９】
また、円板２に形成される溝２４としては、冷却エアをウエハＷの周方向にガイドすることができればよいので、上記の形状や本数に限られない。図７及び図８は円板２の他の構成例を示している。これら図７及び図８ではエア吐出口２１と、エア吸引口２２とを区別するために、エア吸引口２２を黒く塗りつぶして示しており、また支持ピン２５は省略している。各例において支持ピン２５の配置場所は任意である。
【００４０】
上記のように冷却エアを周方向にガイドするために、例えばエア吐出口２１から見て、最も近い位置に配置されたエア吸引口２２と、当該エア吐出口２１とを結ぶ仮想の直線に交差するように前記溝２４が形成される。例えば溝２４を、図７（ａ）に示すように渦巻き状に形成したり、図７（ｂ）に示すように角型のリング状に形成してもよい。また、図８（ａ）に示すように縦横に形成してもよいし、図８（ｂ）に示すように弧状に形成してもよい。また、図８（ｃ）に示すように円板２の周縁部から中央部に向かって、エア吐出口２１、エア吸引口２２、エア吐出口２１、エア吸引口２２をこの順に夫々周方向に配列し、吐出口２１と吸引口２２との各間を仕切るように溝２４を形成してもよい。なお、各図中に前記仮想の直線を鎖線４０で示している。
【００４１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態として、ウエハ加熱装置に組み込まれたウエハ冷却装置について説明する。図５はウエハ加熱装置５の斜視図であり、このウエハ加熱装置５は、基台５１と、この基台５１上に設けられた冷却アーム６と、熱板５２とを備えている。熱板５２はその内部にヒータを備え、この熱板５２上に載置されたウエハＷを所定の温度で加熱する。また、熱板５２はウエハ冷却装置１と同様に孔２３を備え、この孔２３を介して昇降ピン３３が熱板５２上にて突没する。図中５３は、熱板５２上に載置されたウエハＷの横滑りを防ぐためのガイドピンである。
【００４２】
冷却アーム６は、前記ウエハ冷却装置１に対応しており、熱板５２で加熱処理されたウエハＷを冷却する。ウエハ冷却装置１及び冷却アーム６に共通に設けられている構成部分についてはウエハ冷却装置１に用いた符号と同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。
【００４３】
冷却アーム６は概ね円形に構成されたウエハ載置部６１と、基台５１に対してウエハ載置部６１を支持する支持部６２とを備えている。ウエハ載置部６１は、前記載置台１１に対応する。基台５１に設けられた不図示の移動手段により、前記支持部６２はウエハ載置部６１を伴って移動し、ウエハ載置部６１は、図９に示す待機位置と熱板５２上の受け渡し位置との間で移動する。このように、冷却アーム６は基板の冷却機構と基板の搬送機構とを兼ねている。
【００４４】
図１０、図１１は夫々冷却アーム６平面図、縦断側面図である。図１０に示すように冷却アーム６のウエハ載置部６１には、冷却アーム６の一端から中心部へ向けて２本のスリット状の切り欠き６３が形成されており、これら切り欠き６３を介して前記昇降ピン３３が冷却アーム６上に突出する。また、冷却アーム６には、４つの切り欠き６４が周方向に形成されている。切り欠き６４は、図１０に示すウエハＷの搬送手段６０との間でウエハＷを受け渡すために、当該搬送手段６０の形状に対応して形成されている。
【００４５】
ウエハ載置部６１には、当該ウエハ載置部６１の外形に沿って盛り上がった段部６５が形成され、この段部６５の内側にウエハ載置部６１の周方向に沿って多数のエア吐出口２１が形成されている。また、ウエハ冷却装置１と同様にウエハ載置部６１の中央部には、前記周方向に多数のエア吸引口２２が形成されている。エア吸引口２２とエア吐出口２１との間には溝２４が形成されている。
【００４６】
ウエハ載置部６１の内部には、前記エア吐出口２１、エア吸引口２２に夫々接続されるガス供給路３１及びガス吸引路３２が形成されている。そして、ウエハ冷却装置１と同様に、制御部１００によりエア吐出口２１からの冷却エアの吐出量及びエア吸引口２２からの冷却エアの吸引量が制御されるように構成されている。また、ウエハ載置部６１の内部には、流路３５に相当する冷却水の流路６６が形成されており、流路６６と、この流路６６に接続される冷却水供給管３６及び冷却水回収管３７とにより、冷却水の循環路が形成されている。この循環路を冷却水が循環し、また流路６６に供給される冷却水が所定の温度になるように、制御部１００は水冷却部３７及びポンプ３９に制御信号を出力する。このような冷却水の循環によってウエハ載置部６１の表面が冷却される。
【００４７】
続いて、ウエハ加熱装置５の動作について説明する。ウエハ冷却装置１と同様、予めエア吸引口２２からのエアの吸引と、水冷却部３８による例えば２３℃への冷却水の温度制御と、前記循環路における冷却水の循環とが行われている。そして、ウエハＷの搬送手段６０がウエハＷを保持した状態で、図９の待機位置にある冷却アーム６上に位置した後、下降する。
【００４８】
図１１に示すようにウエハＷの周縁部が段部６５及び支持ピン２５に支持され、当該ウエハＷがウエハ載置部６１に受け渡される。それによって、ウエハ載置部６１の表面と段部６５に囲まれる空間６７が閉空間となり、エア吸引口２２からのエアの吸引により陰圧となり、ウエハＷはウエハ載置部６１に吸着保持される。ウエハＷはウエハ載置部６１表面との熱交換により当該載置部６１表面の温度である２３℃に近づくように温調される。
【００４９】
前記搬送手段６０が冷却アーム６周辺から退避した後、冷却アーム６が熱板５２上の受け渡し位置に移動すると、熱板５３の昇降ピン３３が上昇し、ウエハ載置部６１からウエハＷを持ち上げる。冷却アーム６が待機位置に戻り、昇降ピン３３が下降してウエハＷが熱板５３に載置され、加熱される。
【００５０】
ウエハＷが熱板５３に載置されてから所定の時間経過後に、昇降ピン３３が上昇して、ウエハＷを持ち上げると共に冷却アーム６が熱板上に移動する。そして昇降ピン３３が下降し、再度ウエハＷがウエハ載置部６１に吸着保持され、冷却される。その後、エア吐出口２１から例えば２０℃に冷却されたエアが吐出される。各エア吐出口２１から吐出されるエアの流量の合計は、各吸引口２２から吸引される流量の合計よりも小さくなるように制御される。それによって、空間６７は引き続き陰圧に維持されると共に、ウエハＷがウエハ載置部６１に吸着保持される。
【００５１】
そして、ウエハ冷却装置１と同様に、吐出された冷却エアは、溝２４によりウエハＷの周方向に拡散されながら、ウエハ載置部６１の周縁部から中央部に向かって流れ、冷却水及び冷却エアによりウエハＷが急激に冷却される。冷却アーム６は、このようにウエハＷを冷却しながら待機位置へと移動し、搬送機構６０が、冷却アーム６にウエハＷを受け渡すときとは逆の動作でウエハＷを受け取る。その後、冷却エアの供給が停止する。
【００５２】
このウエハ加熱装置５においても、加熱されたウエハＷに均一性高く冷却エアを供給できるので、均一性高くウエハＷを冷却することができる。また、ウエハ加熱装置５では段部６５が設けられ、ウエハＷ冷却時にウエハＷとウエハ載置部６１との間の空間６７に外気が流れ込むことが抑えられている。従ってウエハ載置部６１へのウエハＷの吸引力が強くなるので、搬送機構６０にウエハＷを受け渡すために冷却アーム６を高速で動かしてもウエハＷが冷却アーム６から滑り、搬送機構６０との受け渡しが行えなくなることが防がれる。
【００５３】
また、この例においてもエア吐出口２１、エア吸引口２２を夫々ウエハ載置部６１の周縁部、中央部に設けられているため、この構成によってもウエハＷとウエハ載置部６１との間への外気の流れ込みを抑えることができる。なお、このウエハ加熱装置５においても、ウエハ冷却装置１で説明した構造を適用することができる。例えば溝２４の形状としては、既述の各例を適用することができるし、温度センサ２６ａ〜２６ｃを設けて、その検出結果に応じて搬送機構６０へのウエハＷの受け渡しのタイミングを制御してもよい。また、段部６５は、ウエハＷの位置ずれを防ぐためにウエハ冷却装置１に設けてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
Ｗ      ウエハ
１            ウエハ冷却装置
２            円板
２１          エア吐出口
２２          エア吸引口
２４          溝
２５          支持ピン
２６          温度センサ
３            支持部
３５          冷却水流路
４２          エア冷却部
５            ウエハ加熱装置
６            冷却アーム
６１          ウエハ載置部
１００        制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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