(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を加熱処理するとともに基板を冷却可能な基板処理装置であって、
加熱プレートに基板を載置または近接して加熱処理する加熱処理部と、
この加熱処理部とは別個に設けられ、その表面に基板を近接または載置して冷却するプレートと、
このプレート内に直線状に配置されたヒートパイプと、
このヒートパイプの一方の端部において冷却媒体との間で熱交換を行うために冷却媒体を通流する熱交換部と、
前記加熱プレートと前記プレートとの間で基板を搬送するための搬送手段と、を具備し、
前記ヒートパイプの一方の端部は、前記プレートから突出して設けられ、このヒートパイプの突出した端部が前記熱交換部に挿入されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板を加熱処理するとともに基板を冷却可能な基板処理装置であって、
加熱プレートに基板を載置または近接して加熱処理する加熱処理部と、
この加熱処理部とは別個に設けられ、その表面に基板を近接または載置して冷却するプレートと、
このプレート内に配置されたヒートパイプと、
このヒートパイプの一方の端部において冷却媒体との間で熱交換を行うために冷却媒体を通流する熱交換部と、
前記加熱プレートと前記プレートとの間で基板を搬送するために、前記プレートを前記加熱プレートの基板受け渡し位置および加熱プレートから離隔した退避位置の間で移動させる移動手段と
を具備し、
前記熱交換部と前記プレートとは切り離し可能に設けられ、前記プレートが移動する際には前記プレートが前記熱交換部から切り離され、基板の冷却の際には前記プレートが前記熱交換部に接続されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
前記ヒートパイプは複数設けられ、それぞれ直線状に、かつ互いに平行に配列されていることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記複数のヒートパイプの一方の端部は、前記プレートから突出して設けられ、前記熱交換部はこの一方の端部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記ヒートパイプは、容器と、この容器内を複数の作動室に区画する複数の隔壁とを有し、各作動室は、作動液が充填されてヒートパイプとして機能することを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記ヒートパイプの容器を前記プレートとして用いることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記プレートの温度を検出する温度センサーと、
前記ヒートパイプの一方の端部に接触させる冷却媒体の供給量を調節する弁と、
前記温度センサーの検出情報に基づいて前記弁を操作することにより冷却媒体の量を調整して前記ヒートパイプに供給される冷熱の量を制御する制御手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板に対して熱的処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスのフォトリソグラフィー工程においては、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と記す）にレジストを塗布し、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パターンを形成している。
【０００３】
従来から、このような一連の工程を実施するために、レジスト塗布現像処理システムが用いられている。このレジスト塗布現像処理システムでは、カセットステーションのカセットからウエハが一枚ずつ取り出されて処理ステーションに搬送される。処理ステーションにおいては、まず、アドヒージョン処理ユニットにて疎水化処理が施された後、レジスト塗布処理ユニットにおいてレジストが塗布され、次いで、プリベーク処理される。その後、ウエハは、処理ステーションからインターフェース部を介して露光装置に搬送されて、露光装置にて所定のパターンが露光された後、インターフェース部を介して、再度処理ステーションに搬入される。この露光されたウエハは、ポストエクスポージャーベーク処理が施された後、現像処理ユニットにおいて現像処理が施され、次いで、この現像されたウエハにポストベーク処理が施される。これにより、一連の処理が終了し、ウエハはカセット・ステーションに搬送されて、ウエハカセットに収容される。
【０００４】
このような一連の処理においては、上述のようにアドヒージョン処理、プリベーク処理、ポストエクスポージャーベーク処理、ポストベーク処理等、基板の加熱を伴う処理工程が含まれており、次工程に熱による悪影響を与えないためにこれらの工程の後に冷却処理が行われる。
【０００５】
このような冷却処理は、冷却機構を有する冷却プレートにウエハを載置または近接して冷却処理するクーリングユニットにて行われる。従来、この種のクーリングユニットにおいては、鋳込み等により、冷却プレート内に屈曲した冷却水路が形成されており、この冷却水路内に冷却水が循環されて、冷却プレートが所定温度に冷却される。
【０００６】
一方、上記ポストエクスポージャーベーク処理は、通常、化学増幅型レジストを用いた際における露光後の化学反応を促進させるために行われる処理であり、処理温度のみならず処理時間を厳密に管理する必要があることから、加熱プレートにより所定温度に加熱した後に即座に冷却することができるように、加熱プレートと冷却プレートとを兼備したホットプレートユニットが用いられている。そして、このようなユニットに用いられる冷却プレートも上述した構造と同様、冷却プレート内に、鋳込み等により冷却水路が形成された構造を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように冷却水路内に冷却水を循環する構造の場合には、冷却プレートの冷却温度をその全面にわたって均一にするまでに長時間を要し、しかも温度がばらつきやすいという欠点がある。また、冷却水路内の圧力損失が大きいため、大型の冷却水循環ポンプを必要とし、さらに屈曲した冷却水路が鋳込み等により形成されるため、冷却プレートは構造が複雑で、かつ厚いものとならざるを得ない。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、プレート上の基板を迅速に所望の温度に維持することができるとともに、温度の均一性が高く、しかも構造が簡易でかつコンパクトな基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、第１に、基板を加熱処理するとともに基板を冷却可能な基板処理装置であって、加熱プレートに基板を載置または近接して加熱処理する加熱処理部と、この加熱処理部とは別個に設けられ、その表面に基板を近接または載置して冷却するプレートと、このプレート内に直線状に配置されたヒートパイプと、このヒートパイプの一方の端部において冷却媒体との間で熱交換を行うために冷却媒体を通流する熱交換部と、前記加熱プレートと前記プレートとの間で基板を搬送するための搬送手段と、を具備し、前記のヒートパイプの一方の端部は、前記プレートから突出して設けられ、このヒートパイプの突出した端部が前記熱交換部に挿入されていることを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１０】
本発明は、第２に、基板を加熱処理するとともに基板を冷却可能な基板処理装置であって、加熱プレートに基板を載置または近接して加熱処理する加熱処理部と、この加熱処理部とは別個に設けられ、その表面に基板を近接または載置して冷却するプレートと、このプレート内に配置されたヒートパイプと、このヒートパイプの一方の端部において冷却媒体との間で熱交換を行うために冷却媒体を通流する熱交換部と、前記加熱プレートと前記プレートとの間で基板を搬送するために、前記プレートを前記加熱プレートの基板受け渡し位置および加熱プレートから離隔した退避位置の間で移動させる移動手段とを具備し、前記熱交換部と前記プレートとは切り離し可能に設けられ、前記プレートが移動する際には前記プレートが前記熱交換部から切り離され、基板の冷却の際には前記プレートが前記熱交換部に接続されることを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１３】
本発明によれば、基板を近接または載置するプレート内にヒートパイプを配置するとともに、ヒートパイプの一方の端部に熱的媒体を接触させて熱交換を行う熱交換部を設けているが、ヒートパイプは、内部に充填した作動液の蒸発現象と凝縮現象を利用して、一端から他端に大量の熱を容易に輸送する機能、およびその中に温度の高低がある場合に速やかに熱を輸送して温度を均一化する機能を有するため、熱交換部における熱的媒体の熱を速やかにプレートに輸送することができ、プレート上の基板を迅速に所望の温度に維持することができるとともに、ヒートパイプの温度均一化作用によりプレートの温度を均一にすることができ、基板の温度均一性を良好にすることができる。また、プレート内にヒートパイプを設けるだけであるから、構造が簡易でありコンパクトなものとすることができる。そして、熱交換部においてヒートパイプの一方の端部に冷却媒体を接触させるようにすることにより、冷却媒体からの冷熱が速やかにかつ大量にヒートパイプを介してプレートに供給されるので、従来の屈曲した冷却水路に冷却水を流す場合よりも迅速に基板を冷却することができるとともに、ヒートパイプの温度均一化作用により、冷却水路に冷却水を流す場合よりもプレートの温度均一性を高めることができ、基板の温度均一性をより良好にすることができる。また、プレート内にヒートパイプを設けるだけでよいので、冷却プレート内に屈曲した冷却水路を形成する従来の場合よりも構造を簡易にすることができ、かつ鋳込み等による冷却水路形成が不要であり、しかも大型の循環ポンプが不要であることから、冷却プレートの薄型化、ユニットのコンパクト化が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る基板処理装置が適用されたレジスト塗布・現像処理システムを示す概略平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。
【００１５】
この処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１０と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１１と、処理ステーション１１と隣接して設けられる露光装置（図示せず）との間でウエハＷを受け渡すためのインターフェイス部１２とを具備している。
【００１６】
上記カセットステーション１０は、被処理体としての半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）Ｗを複数枚例えば２５枚単位でウエハカセットＣＲに搭載された状態で他のシステムからこのシステムへ搬入またはこのシステムから他のシステムへ搬出したり、ウエハカセットＣＲと処理ステーション１１との間でウエハＷの搬送を行うためのものである。
【００１７】
このカセットステーション１０においては、図１に示すように、カセット載置台２０上に図中Ｘ方向に沿って複数（図では４個）の位置決め突起２０ａが形成されており、この突起２０ａの位置にウエハカセットＣＲがそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション１１側に向けて一列に載置可能となっている。ウエハカセットＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向（Ｚ方向）に配列されている。また、カセットステーション１０は、ウエハカセット載置台２０と処理ステーション１１との間に位置するウエハ搬送機構２１を有している。このウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およびその中のウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用アーム２１ａを有しており、この搬送アーム２１ａによりいずれかのウエハカセットＣＲに対して選択的にアクセス可能となっている。また、ウエハ搬送用アーム２１ａは、θ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション１１側の第３の処理部Ｇ３に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）およびエクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできるようになっている。
【００１８】
上記処理ステーション１１は、半導体ウエハＷへ対して塗布・現象を行う際の一連の工程を実施するための複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段に配置されており、これらにより半導体ウエハＷが一枚ずつ処理される。この処理ステーション１１は、図１に示すように、中心部に搬送路２２ａを有し、この中に主ウエハ搬送機構２２が設けられ、ウエハ搬送路２２ａの周りに全ての処理ユニットが配置されている。これら複数の処理ユニットは、複数の処理部に分かれており、各処理部は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多段に配置されている。
【００１９】
主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すように、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持体４９はモータ（図示せず）の回転駆動力によって回転可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置４６も一体的に回転可能となっている。
【００２０】
ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これらの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハＷの受け渡しを実現している。
【００２１】
また、図１に示すように、この実施の形態においては、４個の処理部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４がウエハ搬送路２２ａの周囲に実際に配置されており、処理部Ｇ５は必要に応じて配置可能となっている。
【００２２】
これらのうち、第１および第２の処理部Ｇ１，Ｇ２はシステム正面（図１において手前）側に並列に配置され、第３の処理部Ｇ３はカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理部Ｇ４はインターフェイス部１２に隣接して配置されている。また、第５の処理部Ｇ５は背面部に配置可能となっている。
【００２３】
第１の処理部Ｇ１および第２の処理部Ｇ２は、いずれもウエハＷにレジストを塗布するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）およびレジストのパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。
【００２４】
第３の処理部Ｇ３においては、図３に示すように、ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎水化処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハＷに対して加熱処理を行う４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。なお、アライメントユニット（ＡＬＩＭ）の代わりにクーリングユニット（ＣＯＬ）を設け、クーリングユニット（ＣＯＬ）にアライメント機能を持たせてもよい。
【００２５】
第４の処理部Ｇ４も、オーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、クーリングユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、２つの冷却プレート付きホットプレートユニット（ＣＨＰ）および２つの通常のホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。
【００２６】
主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処理部Ｇ５を設ける場合には、案内レール２５に沿って主ウエハ搬送機構２２から見て側方へ移動できるようになっている。したがって、第５の処理部Ｇ５を設けた場合でも、これを案内レール２５に沿ってスライドすることにより空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構２２に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００２７】
上記インターフェイス部１２は、奥行方向（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長さを有している。図１、図２に示すように、このインターフェイス部１２の正面部には、可搬性のピックアップカセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中央部には、ウエハ搬送機構２４が配設されている。このウエハ搬送機構２４は、ウエハ搬送用アーム２４ａを有しており、このウエハ搬送用アーム２４ａは、Ｘ方向、Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲおよび周辺露光装置２３にアクセス可能となっている。また、このウエハ搬送用アーム２４ａは、θ方向に回転可能であり、処理ステーション１１の第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露光装置側のウエハ受け渡し台（図示せず）にもアクセス可能となっている。
【００２８】
このようなレジスト塗布現像処理システムにおいては、まず、カセットステーション１０において、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａがカセット載置台２０上の未処理のウエハＷを収容しているウエハカセットＣＲにアクセスして、そのカセットＣＲから一枚のウエハＷを取り出し、第３の処理部Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。
【００２９】
ウエハＷは、このエクステンションユニット（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。そして、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）が施される。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニット（ＣＯＬ）に搬送されて冷却される。
【００３０】
アドヒージョン処理が終了し、クーリングユニット（ＣＯＬ）で冷却さたウエハＷは、引き続き、ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）に搬送され、そこで塗布膜が形成される。塗布処理終了後、ウエハＷは処理部Ｇ３，Ｇ４のいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）内でプリベーク処理され、その後いずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却される。
【００３１】
冷却されたウエハＷは、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこでアライメントされた後、第４の処理部群Ｇ４のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイス部１２に搬送される。
【００３２】
インターフェイス部１２では、周辺露光装置２３により余分なレジスト除去のための周辺露光が施された後、インターフェイス部１２に隣接して設けられた露光装置（図示せず）により所定のパターンに従ってウエハＷのレジスト膜に露光処理が施される。
【００３３】
露光後のウエハＷは、再びインターフェイス部１２に戻され、ウエハ搬送機構２４により、第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、後述する冷却プレートを有するホットプレートユニット（ＣＨＰ）に搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が施される。
【００３４】
その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送され、そこで露光パターンの現像が行われる。現像終了後、ウエハＷはいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。このような一連の処理が終了した後、第３処理ユニット群Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してカセットステーション１０に戻され、いずれかのウエハカセットＣＲに収容される。
【００３５】
次に、図４から図８を参照して、本発明の実施形態に係る基板処理装置が適用される、冷却プレートを有するホットプレートユニット（ＣＨＰ）について説明する。図４は本発明の実施形態が適用される、冷却プレートを有するホットプレートユニット（ＣＨＰ）を示す断面図、図５はその概略平面図、図６は図４および図５のユニットにおける冷却プレートおよび熱交換部を示す斜視図、図７はその冷却プレートに設けられたヒートパイプを一部切り欠いて示す模式図、図８は図４のホットプレートユニットの制御系を示す図である。
【００３６】
この冷却プレートを有するホットプレートユニット（ＣＨＰ）は、ケーシング５０を有し、その内部の一方側には円盤状をなす加熱プレート５１を有しており、他方側には冷却プレート７１を有している。
【００３７】
加熱プレート５１は例えばアルミニウムで構成されており、その表面にはプロキシミティピン５２が設けられている。そして、このプロキシミティピン５２上に加熱プレート５１に近接した状態でウエハＷが載置されるようになっている。加熱プレート５１の裏面には所定パターンを有する電気ヒーター５３が配設されている。
【００３８】
加熱プレート５１は支持部材５４に支持されており、支持部材５４内は空洞となっている。加熱プレート５１には、その中央部に３つの貫通孔５５が形成されており、これら貫通孔５５にはウエハＷを昇降させるための３本の昇降ピン５６が昇降自在に設けられている（図５参照）。そして、加熱プレート５１と支持部材５４の底板５４ａとの間貫通孔５５に連続する筒状のガイド部材５７が設けられている。これらガイド部材５７によって加熱プレート５１の下のヒーター配線等に妨げられることなく昇降ピン５６を移動させることが可能となる。これら昇降ピン５６は支持板５８に支持されており、この支持板５８を介して支持部材５４の側方に設けられたシリンダー５９により昇降されるようになっている。
【００３９】
加熱プレート５１および支持部材５４の周囲にはそれらを包囲支持するサポートリング６１が設けられており、このサポートリング６１の上には昇降自在の蓋体６２が設けられている。そして、この蓋体６２がサポートリング６１の上面まで降下した状態でウエハＷの処理室Ｓが形成される。また、ウエハＷを加熱プレート５１に対して搬入出する場合には、上方に退避される。
【００４０】
蓋体６２は、例えば、外側から中心部に向かって次第に高くなるような円錐状をなし、中央の頂上部には排気管６４が接続された排気口６３を有しており、これら排気口６３および排気管６４を介して排気される。
【００４１】
冷却プレート７１上にはプロキシミティピン７２が設けられており、ウエハＷはこのプロキシミティピン７２の上に冷却プレート７１に近接した状態で載置され、冷却処理される。この冷却プレート７１は、駆動機構７３により例えばベルト駆動によって加熱プレート５１側に移動可能に構成されており、冷却プレートには図５に示すようにこの移動の際に昇降ピン５６との干渉を避けるための溝７４が形成されている。このように冷却プレート７１を移動可能に設けることにより、加熱プレート５１から昇降ピン５６を突出させた状態で冷却プレート７１との間でウエハＷの受け渡しを行うことができる。そして、ウエハＷを受け取って冷却処理する際、およびウエハＷを加熱プレート５１に受け渡した後はいずれも、図示の位置に戻るようになっている。
【００４２】
冷却プレート７１内には、図６に示すように、複数の直線状のヒートパイプ７５が所定間隔で平行に配列されている。この直線状のヒートパイプ７５は、図７に示すように、両端を閉塞した筒状をなす金属、例えば銅または銅合金からなる外殻部材のコンテナ７６と、その内周壁に設けられた網状部材のウイック７７とを有し、その中に水などの作動液が充填された密閉構造を有している。ウィック７７は毛細管現象を利用して作動液を移動させる機能を有している。この直線状のヒートパイプ７５は、内部に充填した作動液の蒸発現象と凝縮現象を利用して、一端から他端に大量の熱を容易に輸送する機能、およびその中に温度の高低がある場合に速やかに熱を輸送して温度を均一化する機能を有する。なお、ウィック７７を用いる代わりに作動液を重力を利用して移動させることもできる。
【００４３】
ヒートパイプ７５の一端は冷却プレート７１から突出して設けられており、このヒートパイプ７５の突出した端部には、図６に示すように、熱交換部８０が設けられている。この熱交換部８０は、ヒートパイプ７５の突出した端部が挿入され、冷却水等の冷却媒体をその端部に接触させる冷却媒体接触部８１と、この冷却媒体接触部８１を収容し、冷却プレート７１と連続する収容部８２とを有しており、接触部８１には冷却媒体を供給するための供給管８３と、冷却媒体を接触部８１から排出するための排出管８５が接続され、供給管８３には、供給する冷却媒体の流量を調整するための開閉弁、例えば電磁弁８４が介装されている。そして、熱交換部８０の冷却媒体接触部８１においてヒートパイプ７５に冷却媒体が接触することにより熱交換が行われ、冷却媒体の冷熱がヒートパイプ７５を介して冷却プレート７１に供給される。なお、この熱交換部８０は、駆動機構７３による冷却プレート７１の移動の際に、冷却プレート７１とともに移動されるようになっていてもよいし、冷却プレート７１の移動の際に冷却プレート７１から切り離されてもよい。
【００４４】
加熱プレート５１の適宜箇所には、複数個の温度センサー９１が設けられており、冷却プレート７１の適宜箇所にも、複数個の温度センサー９２が設けられていて、これら温度センサー９１，９２によりそれぞれ加熱プレート５１および冷却プレート７１の温度が検出されるようになっている。この温度センサー９１，９２からの検出信号は、図８に示すように、このユニット（ＣＨＰ）を制御するためのユニットコントローラ９３に送信され、その検出情報に基づいてコントローラ９３から温調器９４に制御信号が送信され、その制御信号に基づいて温調器９４からヒーター電源９５および電磁弁８４に信号が送信され、加熱プレート５１および冷却プレート７１の温度が制御される。冷却プレート７１においては、具体的には、電磁弁８４により接触部８１を通流する冷却媒体の量を調整してヒートパイプ７５に供給される冷熱の量を制御することによってその温度が制御される。さらに、このユニットコントローラ９３は、加熱処理に際して、シリンダー５９に制御信号を送って昇降ピン５６の昇降を制御する。また、ユニットコントローラ９３は、駆動機構７３に制御信号を送って、冷却プレート７１の移動を制御する。なお、ユニットコントローラ９３は、レジスト塗布現像システムのシステムコントローラ（図示略）からの指令に基づいて制御信号を出力するようになっている。
【００４５】
以上のように構成された冷却プレートを有するホットプレートユニット（ＣＨＰ）においては、以下のようにしてウエハＷの加熱処理が行われる。
【００４６】
まず、露光処理後のウエハＷがウエハ搬送装置４６により、所定の温度に加熱された状態にある急冷機能を有しかつ冷却プレートを有するホットプレートユニット（ＣＨＰ）の筐体５０内に搬入されて、昇降ピン５６に受け渡される。そして、この昇降ピン５６が降下されて、ウエハＷが加熱プレート５１のプロキシミティピン５２に載置される。次いで、蓋体６２がサポートリング６１の上面まで降下されてウエハＷの処理室Ｓが形成される。
【００４７】
この状態で、加熱プレート５１によりウエハＷが所定温度で加熱処理、例えばポストエクスポージャー処理される。この際に、ウエハＷが載置されることによりアンダーシュートした加熱プレート５１の温度が電気ヒーター５３により補償される。
【００４８】
ウエハＷを所定時間加熱処理した後、昇降ピン５６によりウエハＷを突き上げ、次いで図９の（ａ）に示すように冷却プレート７１を加熱プレート５１の上に移動させ、さらに図９の（ｂ）に示すように昇降ピン５６を下降させることにより、ウエハＷを冷却プレート７１上のプロキシミティピン７２上に載置する。そして図７の（ｃ）に示すように冷却プレート７１が元の位置に移動され、冷却処理が行われる。この冷却処理の後、ウエハＷは、図示しない搬出入口を介して、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送装置４６により搬出される。
【００４９】
このウエハＷの冷却処理に際しては、冷却プレート７１内に設けられたヒートパイプ７５の一端が熱交換部８０の冷却媒体接触部８１に挿入されており、この冷却媒体接触部８１においてヒートパイプ７５に冷却媒体が接触することにより熱交換が行われ、冷却媒体の冷熱がヒートパイプ７５を介して冷却プレート７１に供給される。この場合に、ヒートパイプ７５は、上述したように、その一端から他端に大量の熱を容易に輸送する機能、およびその中に温度の高低がある場合に速やかに熱を輸送して温度を均一化する機能を有するため、熱交換部８０における冷却媒体の冷熱を速やかに冷却プレート７１に輸送することができ、冷却プレート７１上のウエハＷを迅速に所定の温度に冷却することができるとともに、ヒートパイプ７５の温度均一化作用により冷却プレート７５の温度を均一にすることができ、冷却されたウエハＷの温度均一性を良好にすることができる。
【００５０】
また、このように冷却プレート７１内にヒートパイプ７５を設けるだけでよいので、冷却プレート７１内に屈曲した冷却水路を形成する従来の場合よりも構造を簡易にすることができ、かつ鋳込み等による冷却水路形成が不要であり、しかも大型の循環ポンプが不要であることから、冷却プレート７１の薄型化およびユニットのコンパクト化を図ることができる。
【００５１】
特に、このような冷却プレートを有するホットプレートユニット（ＣＨＰ）の場合には、冷却プレート７１を移動する必要があるため、冷却プレート７１の薄型化は極めて有益である。また、この冷却プレート７１を薄型化することにより、冷却プレート７１の移動機構７３等を小型化することができ、これに伴って、ユニット自体を一層小型化することができる。
【００５２】
次に、冷却プレート７１に設けられるヒートパイプの他の例について図１０を参照して説明する。図１０に示すヒートパイプ１００は、幅広の容器１０１を有し、この容器１０１内が複数の隔壁１０２により複数の作動室１０３に区画された構造を有しており、いわゆる型ヒートパイプを構成している。これら複数の作動室１０３には作動液が充填されており、作動室１０３の外壁１０４の内側に作動液を移動させるためのウィック１０５が装着されている。このようなヒートパイプ１００は、それぞれの作動室１０３がヒートパイプとして機能し、上記ヒートパイプ７５と同様、内部に充填した作動液の蒸発現象と凝縮現象を利用して、一端から他端に大量の熱を容易に輸送する作用および温度均一化作用を発揮させることができる。
【００５３】
このようなヒートパイプ１００は、外壁が平坦であるから、図１１に示すように、冷却プレート７１として用いることができる。このように、ヒートパイプ１００自体で冷却プレート７１を構成することにより、プレートにヒートパイプを埋め込むという作業が不要となり製造が容易となるばかりか、冷却プレート７１を一層薄型化およびコンパクト化することができる。
【００５４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。上記実施形態では、本発明を冷却プレートを有するホットプレートユニット（ＣＨＰ）の冷却機構に適用した例について説明したが、これに限らず冷却プレートのみを備えた通常のクーリングユニット（ＣＯＬ）にも適用することができることはいうまでもない。また、上記実施形態では本発明を冷却処理に適用したが、熱交換部に供給する熱的媒体として加熱媒体を用いれば、ヒートパイプを介して速やかに大量の熱を輸送してプレートを迅速に加熱することができ、かつヒートパイプの温度均一化作用を発揮させることも可能であるから、加熱処理にも適用することができる。上記実施形態では熱的媒体である冷却媒体として冷却水を例示したが、これに限らず他の液体であってもよいし、空気などの気体や噴霧流等を用いることもできる。また、熱的媒体として加熱媒体を用いる場合には、高温の液体や気体、さらには噴霧流等を用いることができる。
【００５５】
また、ヒートパイプについても上記実施形態に示したものに限らず種々のものを用いることができる。例えば、必ずしも複数のヒートパイプを用いる必要はなく、幅の広い一つのヒートパイプを用いることもできる。この場合に、プレート内を空洞にし、その中に作動液を充填すれば、プレート自体を一つのヒートパイプとして用いることができる。
【００５６】
さらに、上記実施形態では、ウエハをプロキシミティピン上に載置して間接的に加熱および冷却を行うようにしているが、ウエハをプレート上に直接密着するように載置してもよい。上記実施形態では基板として半導体ウエハを用いた場合について説明したが、半導体ウエハ以外の他の被処理基板、例えばＬＣＤ基板の加熱処理を行う場合についても適用可能である。さらに、本発明をレジスト塗布現像処理システムのユニットに適用した場合について示したが、本発明は他の目的の基板冷却や加熱に適用可能なこともいうまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板を近接または載置するプレート内にヒートパイプを配置するとともに、ヒートパイプの一方の端部に熱的媒体を接触させて熱交換を行う熱交換部を設けているが、ヒートパイプは、一端から他端に大量の熱を容易に輸送する機能、およびその中に温度の高低がある場合に速やかに熱を輸送して温度を均一化する機能を有するため、熱交換部における熱的媒体の熱を速やかにプレートに輸送することができ、プレート上の基板を迅速に所望の温度に維持することができるとともに、ヒートパイプの温度均一化作用によりプレートの温度を均一にすることができ、基板の温度均一性を良好にすることができる。また、プレート内にヒートパイプを設けるだけであるから、構造が簡易でありコンパクトなものとすることができる。
【００５８】
特に、熱交換部においてヒートパイプの一方の端部に冷却媒体を接触させる場合には、冷却媒体からの冷熱が速やかにかつ大量にヒートパイプを介してプレートに供給されるので、従来の屈曲した冷却水路に冷却水を流す場合よりも迅速に基板を冷却することができるとともに、ヒートパイプの温度均一化作用により、冷却水路に冷却水を流す場合よりもプレートの温度均一性を高めることができ、基板の温度均一性をより良好にすることができる。また、プレート内にヒートパイプを設けるだけでよいので、冷却プレート内に屈曲した冷却水路を形成する従来の場合よりも構造を簡易にすることができ、かつ鋳込み等による冷却水路形成が不要であり、しかも大型の循環ポンプが不要であることから、冷却プレートの薄型化、ユニットのコンパクト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置が適用されたレジスト塗布・現像処理システムの全体構成を示す概略平面図。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理装置が適用されたレジスト塗布・現像処理システムの全体構成を示す正面図。
【図３】本発明の実施形態に係る基板処理装置が適用されたレジスト塗布・現像処理システムの全体構成を示す背面図。
【図４】本発明の実施形態が適用される、冷却プレートを有するホットプレートユニット（ＣＨＰ）を示す断面図。
【図５】図４に示した冷却プレートを有するホットプレートユニット（ＣＨＰ）を示す平面図。
【図６】図４および図５のホットプレートユニットに用いられた冷却プレートおよび熱交換部を示す斜視図。
【図７】図６の冷却プレートに設けられたヒートパイプを一部切り欠いて示す模式図。
【図８】図４の冷却プレートを有するホットプレートユニットの制御系を示す図。
【図９】図４の冷却プレートを有するホットプレートユニットにおいて、加熱プレートから冷却プレートへウエハを移し替える工程を説明するための図。
【図１０】冷却プレートに設けられるヒートパイプの他の例を示す斜視図。
【図１１】図１０のヒートパイプを冷却プレート自体として用いた例を示す斜視図。
【符号の説明】
５０；ケーシング
５１；加熱プレート
５２，７２；プロキシミティピン
７１；冷却プレート
７３；移動機構
７５，１００；ヒートパイプ
７６；コンテナ
７７，１０５；ウイック
８０；熱交換部
８１；冷却媒体接触部
１０１；容器
１０２；隔壁
１０３；作動室
ＣＨＰ；冷却プレートを有するホットプレートユニット
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
【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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