JPH11329926A - 基板冷却装置および基板冷却方法 - Google Patents

基板冷却装置および基板冷却方法

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JPH11329926A
JPH11329926A JP12778398A JP12778398A JPH11329926A JP H11329926 A JPH11329926 A JP H11329926A JP 12778398 A JP12778398 A JP 12778398A JP 12778398 A JP12778398 A JP 12778398A JP H11329926 A JPH11329926 A JP H11329926A
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cooling
substrate
pipe
temperature
cooled
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JP12778398A
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English (en)
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Koji Kizaki
幸治 木▲崎▼
Yoshitaka Kitamura
嘉孝 北村
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板の各部に均一に冷却処理を施すこと。 【解決手段】クーリングプレート12の内部には、基板
冷却面12Aの中央領域に配設された第1冷却配管31
と、周辺領域に配設された第2冷却配管32とが設けら
れている。第1冷却配管31には、第1温調水ユニット
41から第1温度の冷却水が供給され、第2冷却配管3
2には、第2温調水ユニット42から第2温度の冷却水
が供給される。第1温度は、第2温度よりも低い。 【効果】熱の籠もりやすい基板Sの中央部を、その周辺
部よりも高能率で冷却できる。

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、基板上にレジストを塗布装置によって塗布し、
この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。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】クーリングプレートの冷却には、このクー
リングプレート内に形成された冷却配管に、一定温度
(たとえば、23℃)に温度調整された冷却水を、常時
または間欠的に流通させ、この冷却水によってクーリン
グプレートから熱を奪う水冷方式が広く適用されてい
る。
【0007】冷却配管は、基板に対向する基板冷却面か
ら見たときに、均等に配置されており、基板冷却面の全
域においてほぼ均一な冷却能力を有するようになってい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、とくに大型
の基板の冷却を行う場合には、基板の中央部に熱が籠も
りやすい傾向にあるため、上記のような構成のクーリン
グプレートでは、冷却処理後の基板の中央部の温度が、
その周辺部に比較して高いという問題がある。すなわ
ち、冷却処理後の温度分布が基板の各部で均一にならな
いという問題があった。
【0009】とりわけ、プロキシミティ式の基板冷却装
置においては、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
ることが知られている。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、クーリング
プレートの基板冷却面に対向した状態でプロキシミティ
ボールによって支持されている基板の下面の冷却は、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、基板の中央部がクーリングプレートの基板冷却面か
ら浮き上がることになる。
【0010】吸着式の基板冷却装置においては、基板の
各部が基板冷却面に吸着されているため、基板の熱反り
が生じることはほとんどないが、基板の中央付近に熱が
籠もりやすい点については、程度の差はあるとしても、
プロキシミティ式基板冷却装置の場合と同様である。
【0011】さらに、クーリングプレートが収容された
冷却処理室には、この冷却処理室に対して基板を出し入
れするための基板通過口が形成されているが、この基板
通過口に近い側においては、冷却処理室外の室温雰囲気
の影響を受けるため、基板の冷却が進行しやすく、基板
通過口とは反対側の奥側においては、基板の冷却の進行
が比較的遅い傾向にある。したがって、基板通過口側と
奥側とで、基板の温度に差異が生じ、これにより、基板
の温度分布の均一性が損なわれていた。
【0012】そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、基板の各部に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。
【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を有する基板冷却体
と、この基板冷却体の内部に設けられ、互いに異なる温
度の冷却用流体が流通する複数の冷却配管とを備えたこ
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、基板冷却体の内部に
は複数の冷却配管が設けられていて、この複数の冷却配
管には、異なる温度の冷却用流体が流通させられるの
で、基板冷却面の各部の冷却能力を異ならせることがで
きる。これにより、基板冷却面の各部において適切な冷
却能力を設定することができるから、基板の各部を均一
に冷却することができる。また、基板冷却面の各部にお
いて適切な冷却能力を設定することにより、基板冷却処
理時間を短縮できる。
【0015】また、各冷却配管に供給される冷却用流体
の温度を個別に変更することにより、基板の各部の冷却
能力の個別設定を容易に行うことができる。したがっ
て、基板の各部において必要な冷却能力を容易に得るこ
とができ、冷却能力のバランス調整を容易に行える。
【0016】請求項2記載の発明は、上記複数の冷却配
管は、上記基板冷却面に近接されて冷却される基板の中
央部に対応する領域に設けられ、第1温度の冷却用流体
が流通する第1冷却配管と、上記基板冷却面に近接され
て冷却される基板の周辺部に対応する領域に設けられ、
上記第1温度よりも高い第2温度の冷却用流体が流通す
る第2冷却配管とを含む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、基板の中央部に対応す
る領域に設けられた第1冷却配管には比較的低温の冷却
用流体が流通し、基板の周辺部に対応する領域に設けら
れた第2冷却配管には比較的高温の冷却用流体が流通す
る。これにより、基板冷却面において基板の中央部に対
応する領域の冷却能力は高く、基板の周辺部に対応する
領域の冷却能力は比較的低くなる。その結果、基板の温
度分布の均一性を向上することができる。
【0018】しかも、冷却が進行しにくい基板の中央部
に対応する領域の冷却能力が高められているので、全体
の基板冷却処理時間を短縮することができる。
【0019】請求項3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を有する基板冷却体と、この
基板冷却体の内部に、上記基板冷却面からの距離が領域
的に異なるように設けられ、所定温度の冷却用流体が流
通する冷却配管とを備えたことを特徴とする基板冷却装
置である。
【0020】この構成によれば、冷却用配管と基板冷却
面との距離が領域ごとに異なっているので、基板冷却面
の各部の冷却能力を異ならせることができる。これによ
り、基板冷却面の各部において適切な冷却能力を設定す
ることができるから、基板の各部を均一に冷却すること
ができる。また、基板冷却面の各部において適切な冷却
能力を設定することにより、基板冷却処理時間を短縮で
きる。
【0021】しかも、この発明では、冷却用配管が1本
であっても、基板冷却面の各部の冷却能力を異ならせる
ことができるので、構成を簡単にできるという利点があ
る。
【0022】請求項4記載の発明は、上記冷却配管は、
上記基板冷却面に近接されて冷却される基板の中央部に
対応する領域において、上記基板冷却面と第1距離だけ
離れた位置に設けられた第1配管部と、上記基板冷却面
に近接されて冷却される基板の周辺部に対応する領域に
おいて、上記第1距離よりも大きい第2距離だけ離れた
位置に設けられた第2配管部とを含むことを特徴とする
請求項3記載の基板冷却装置である。
【0023】この構成によれば、基板の中央部に対応す
る領域においては基板冷却面から浅い位置に冷却配管が
設けられ、基板の周辺部に対応する領域においては、基
板冷却面から深い位置に冷却配管が設けられる。これに
より、基板冷却面において基板の中央部に対応する領域
の冷却能力は高く、基板の周辺部に対応する領域の冷却
能力は比較的低くなる。その結果、基板の温度分布の均
一性を向上することができる。しかも、冷却が進行しに
くい基板の中央部に対応する領域の冷却能力が高められ
ているので、全体の基板冷却処理時間を短縮することが
できる。
【0024】請求項5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を有する基板冷却体と、この
基板冷却体の内部に、上記基板冷却面から見た密度が領
域的に異なるように設けられ、所定温度の冷却用流体が
流通する冷却配管とを備えたことを特徴とする基板冷却
装置である。
【0025】この構成によれば、基板冷却面から見たと
きの冷却配管の密度が領域ごとに異なっているので、基
板冷却面の各部の冷却能力を異ならせることができる。
これにより、基板冷却面の各部において適切な冷却能力
を設定することができるから、基板の各部を均一に冷却
することができる。また、基板冷却面の各部において適
切な冷却能力を設定することにより、基板冷却処理時間
を短縮できる。さらに、請求項3の発明の場合と同様
に、冷却用配管が1本であっても、基板冷却面の各部の
冷却能力を異ならせることができるので、構成を簡単に
できる。
【0026】請求項6記載の発明は、上記冷却配管は、
上記基板冷却面に近接されて冷却される基板の中央部に
対応する領域において、第1密度で設けられた第1配管
部と、上記基板冷却面に近接されて冷却される基板の周
辺部に対応する領域において、上記第1密度よりも低い
第2密度で設けられた第2配管部とを含むことを特徴と
する請求項5記載の基板冷却装置である。
【0027】この構成によれば、基板の中央部に対応す
る領域においては高密度に冷却配管が配置され、基板の
周辺部に対応する領域においては、低密度に冷却配管が
配置されている。これにより、基板冷却面において基板
の中央部に対応する領域の冷却能力は高く、基板の周辺
部に対応する領域の冷却能力は比較的低くなる。その結
果、基板の温度分布の均一性を向上することができる。
しかも、冷却が進行しにくい基板の中央部に対応する領
域の冷却能力が高められているので、全体の基板冷却処
理時間を短縮することができる。
【0028】請求項7記載の発明は、冷却用流体が流通
する冷却用配管が内部に設けられた基板冷却体の基板冷
却面に基板を近接させて冷却する基板冷却方法におい
て、基板冷却体の内部に複数の冷却配管を設けるととも
に、この複数の冷却配管に互いに異なる温度の冷却用流
体を流通させることにより、基板冷却面の冷却能力を領
域ごとに異ならせて基板を冷却することを特徴とする基
板冷却方法である。
【0029】この発明によれば、請求項1の発明と同様
な効果を達成できる。
【0030】なお、この発明についても、請求項2に記
載された特徴に相当する手法が組み合わせられることが
好ましい。
【0031】請求項8記載の発明は、冷却用流体が流通
する冷却用配管が内部に設けられた基板冷却体の基板冷
却面に基板を近接させて冷却する基板冷却方法におい
て、上記基板冷却体の内部における上記冷却用配管の配
置形態を部分的に異ならせることにより、上記基板冷却
面の冷却能力を領域ごとに異ならせて基板を冷却するこ
とを特徴とする基板冷却方法である。
【0032】この場合、配置形態とは、冷却配管の基板
冷却面からの距離や、基板冷却面から見た冷却配管の密
度などを指すものとする。
【0033】この発明によれば、基板冷却配管の配置形
態を基板冷却面の各領域で異ならせることによって、基
板冷却面の各領域において適切な冷却能力を発揮させる
ことができる。これにより、基板の各部を均一に冷却す
ることができ、また、基板の冷却処理を迅速に行うこと
ができる。
【0034】なお、この請求項8の発明に、請求項3な
いし6に記載された特徴に相当する手法が組み合わせら
れてもよい。
【0035】なお、上記請求項1ないし6の発明に関
し、任意の組み合わせが可能である。
【0036】たとえば、請求項1または2の発明と請求
項3または4の発明を組み合わせて、温度の異なる冷却
水が流通される複数の冷却配管を基板冷却体に形成する
とともに、各配管の基板からの距離を領域ごとに異なら
せるようにしてもよい。
【0037】また、請求項1または2の発明と請求項5
または6の発明を組み合わせ、温度の異なる冷却水が流
通される複数の冷却配管を基板冷却体に形成するととも
に、各配管の配設密度を領域ごとに異ならせてもよい。
【0038】また、請求項3または4の発明と請求項5
または6の発明を組み合わせて、配管の基板冷却面から
の距離を領域ごとに異ならせ、かつ、配管の密度を領域
ごとに異ならせることによって、基板冷却面の各部にお
ける冷却能力を異ならせてもよい。
【0039】さらに、請求項1または2の発明、請求項
3または4の発明および請求項5または6の発明を組み
合わせ、温度が異なる冷却水が流通する複数の冷却配管
を用いるとともに、各配管の基板からの距離および配設
密度を領域ごとに異ならせてもよい。
【0040】上述のいずれの発明においても、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。
【0041】また、冷却用流体は、純水や一般水等の冷
却液でもよいし、空気や窒素ガスなどの冷却ガスであっ
てもよい。
【0042】
【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。
【0043】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。
【0044】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。
【0045】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。
【0046】クーリングプレート12の内部には、第1
冷却配管31および第2冷却配管32の2系統の冷却水
経路が、基板冷却面12Aからほぼ等しい深さの位置に
形成されている(図1では便宜上深さを変えて図示して
ある。)。これらの冷却配管31,32には、温調水供
給装置30からの温度調整された冷却水(冷却用流体)
がそれぞれ供給され、第1および第2冷却配管31,3
2を出た冷却水は、再び温調水供給装置30に帰還され
るようになっている。
【0047】また、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1
6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17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)。
【0048】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。
【0049】なお、上記温調水供給装置30、昇降駆動
機構17、およびシャッタ駆動機構22の各動作など
は、マイクロコンピュータなどを備えた制御装置40に
よって制御されるようになっている。
【0050】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。
【0051】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S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40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。
【0052】この後、制御装置40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(0.1〜5mm程度)を設
けた状態で保持される。
【0053】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とによ
って下面側から冷却される。
【0054】このような状態で、予め定めた所定時間に
渡って基板Sが冷却された後、制御装置40は、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。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。
【0055】図2は、クーリングプレート12を基板冷
却面12A側から見た平面図であり、第1および第2冷
却配管31,32の配設態様が透視状態で示されてい
る。ただし、プロキシミティボール13の図示は省略し
た。
【0056】基板冷却面12Aは、基板Sよりも若干大
きなほぼ矩形形状を有する。第1冷却配管31は、基板
Sが基板冷却面12A上に載置されるときの基板載置範
囲SAの中央領域(基板Sの中央部に対応する領域)に
設けられており、また、第2冷却配管32は、基板載置
範囲SA内において中央領域の周囲の周辺領域(基板S
の周辺部に対応する領域)に設けられている。
【0057】この実施形態では、第1冷却配管31は、
基板冷却面12Aから見た平面視においてほぼ渦巻き形
状に形成されており、その内方側端部に冷却水導入口I
N1を有し、その外方側端部に冷却水排出口OUT1を
有している。また、第2冷却配管32は、第1冷却配管
31が配置された中央領域の周辺において、蛇行状態で
当該中央領域を一周させた形状を有し、その一端部およ
び他端部に、それぞれ冷却水導入口IN1および冷却水
排出口OUT2を有している。また、この実施形態で
は、第1冷却配管31および第2冷却配管32は、基板
冷却面12Aから見た密度が基板載置範囲S内の各部で
ほぼ均等になるように配置されている。ただし、第1冷
却配管31および第2冷却配管32の平面形状等は、こ
の例に限らず、基板Sの冷却に適した任意の形状が採用
されればよい。
【0058】図3は、温調水供給装置30の構成を示す
系統図である。冷却水導入口IN1,IN2および冷却
水排出口OUT1,OUT2は、クーリングプレート1
2の下面に形成されている。第1冷却配管31の冷却水
導入口IN1および冷却水排出口OUT1は、冷却水供
給路33および冷却水帰還路34をそれぞれ介して第1
温調水ユニット41に接続されている。また、第2冷却
配管32の冷却水導入口IN2および冷却水排出口OU
T2は、冷却水供給路35および冷却水帰還路36を介
して第2温調水ユニット42に接続されている。これに
より、第1冷却配管31には、第1温調水ユニット41
からの冷却水を循環的に流通させることができ、第2冷
却配管32には、第2温調水ユニット42からの冷却水
を循環的に流通させることができる。第1温調水ユニッ
ト41が生成する冷却水の温度は、基板Sの冷却目標温
度(たとえば、23℃)よりも低めの第1温度(たとえ
ば、20℃)とされている。また、第2温調水ユニット
42が生成する冷却水の温度は、基板Sの冷却目標温度
にほぼ等しい第2温度(たとえば、23℃)とされてい
る。
【0059】さらに、冷却水供給路33の途中部には、
第2温調水ユニット42からの冷却水供給路37が分岐
接続されており、冷却水帰還路34,36の間は、連絡
路38によって接続されている。
【0060】冷却水供給路33において、冷却水供給路
37の接続位置よりも第1温調水ユニット41側には、
エア弁AV1が介装されており、また、冷却水供給路3
7にもエア弁AV2が介装されている。さらに、エア弁
AV1よりも第1温調水ユニット41側の冷却水経路3
3の途中部からは、第1温調水ユニット41に冷却水を
帰還させるための冷却水循環路39が分岐しており、そ
の途中部にはエア弁AV3が介装されている。
【0061】一方、連絡路38の途中部には、エア弁A
V4が介装されており、冷却水帰還路34において連絡
路38の接続位置よりも第1温調ユニット41側には、
エア弁AV5が介装されている。
【0062】上記のエア弁AV1〜AV5は、制御装置
40によって開閉制御されるようになっている。
【0063】制御装置40は、通常、エア弁AV1およ
びエア弁AV5を開成状態に保持するとともに、エア弁
AV2,AV3およびAV4を閉成状態に保持する。こ
れにより、第1冷却配管31には、比較的低温の第1温
度の冷却水が循環し、第2冷却配管32には、比較的高
温の第2温度の冷却水が循環する。これにより、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)に載置したとき、基板Sの中央部に対しては高
能率で冷却処理が行われ、基板Sの周辺部に対しては比
較的低能率での冷却処理が行われる。
【0064】一方、基板Sが基板冷却面12A上に載置
されてから、基板Sの中央部の温度が冷却目標温度に近
似した値となるように予め定められた一定時間が経過す
ると、制御装置40は、エア弁AV2,AV3およびA
V4を開成するとともに、エア弁AV1およびAV5を
閉成する。これにより、第1冷却配管31には、第2温
調水ユニット42からの第2温度の冷却水が、冷却水供
給路37、エア弁AV2および冷却水供給路33を介し
て供給される。このとき、第1冷却配管31の冷却水排
出口OUT1から排出される冷却水は、冷却水帰還路3
4、連絡路38、エア弁AV4、および冷却水帰還路3
6を介して、第2温調水ユニット42へと帰還させられ
る。こうして、基板Sの中央部の冷却は、冷却目標温度
に近い第2温度の冷却水による冷却に切り替えられる。
【0065】以上のようにこの実施形態によれば、基板
Sの中央部に対応する領域に配設された第1冷却配管3
1には低温の冷却水が流通し、基板Sの周辺部に対応す
る領域に配設された第2冷却配管32には比較的高温の
冷却水が流通する。したがって、基板冷却面12Aの中
央領域の冷却能力は、その周辺領域の冷却能力よりも高
くなっている。これにより、熱の籠もりやすい中央部の
冷却と周辺部の冷却とを均一に進行させることができる
ので、基板Sの各部を均一に冷却することができるよう
になるとともに、基板Sの冷却処理速度を向上すること
ができる。
【0066】また、この実施形態では、基板冷却処理の
末期において、第1冷却配管31に供給される冷却水
を、冷却目標温度に近い第2温調水ユニット42からの
冷却水に切り替えている。そのため、基板Sの中央部の
過冷却が生じることがなく、基板Sの各部を均一に冷却
目標温度に冷却できる。
【0067】また、第1冷却配管31および第2冷却配
管32に供給される冷却水の温度を個別設定することに
よって、中央領域と周辺領域との冷却能力のバランスを
容易に調整することができる。これにより、基板温度の
さらなる均一化を図ることができる。
【0068】図4は、この発明の第2の実施形態におい
て用いられるクーリングプレート120の構成を説明す
るための平面図である。このクーリングプレート120
は、上述の図1の構成におけるクーリングプレート12
に代えて用いられるべきものであり、以下では、図1を
併せて参照することとする。また、図4において、上述
の図2に示された各部に相当する部分には、図2の場合
と同一の参照符号を付して示すこととする。
【0069】このクーリングプレート120の基板冷却
面121にも、複数のプロキシミティボール13(図1
参照)が突設されているが、図4では、その図示を省略
してある。また、この図4には、クーリングプレート1
20内に形成されている冷却配管の配置形態が透視状態
で図解的に示されている。
【0070】クーリングプレート120の内部には、基
板冷却面121からほぼ同じ深さにおいて形成された第
1冷却配管31、第2冷却配管132および第3冷却配
管133が設けられている。第1冷却配管31は、第1
の実施形態の場合と同様、基板Sが基板冷却面12A上
に載置されるときの基板載置範囲SAの中央領域に設け
られている。また、第2冷却配管132は、中央領域の
周囲の周辺領域であって、基板通過口19(図1参照)
側とは反対側である処理室11の奥側(以下単に「奥
側」という。)の領域を除く領域に設けられている。さ
らに、第3冷却配管133は、奥側の領域に設けられて
いる。
【0071】第1冷却配管31の形状等は、第1の実施
形態の場合とほぼ同様である。第2冷却配管132は、
第1冷却配管31が配置された中央領域の周辺におい
て、蛇行状態でほぼ4分の3周させた形状を有し、その
一端部および他端部に、それぞれ冷却水導入口IN2お
よび冷却水排出口OUT2を有している。また、第3冷
却配管32は、基板冷却面121の奥側の辺に沿って蛇
行形状に形成されており、その一端部および他端部に、
それぞれ冷却水導入口IN3および冷却水排出口OUT
3を有している。
【0072】また、この実施形態では、第1冷却配管3
1、第2冷却配管32および第3冷却配管33は、基板
冷却面121から見た密度が基板載置範囲S内の各部で
ほぼ均等になるように配置されている。ただし、第1の
実施形態の場合と同様、第1冷却配管31、第2冷却配
管32および第3冷却配管33の平面形状等は、この例
に限らず、基板Sの冷却に適した任意の形状が採用され
ればよい。
【0073】第1冷却配管31の冷却水導入口IN1お
よび冷却水排出口OUT1は、第1温調水ユニット41
に接続されており、第1冷却配管31には、この第1温
調水ユニット41が生成する、冷却目標温度よりも低温
の第1温度(たとえば17℃)の冷却水が循環する。ま
た、第2冷却配管132の冷却水導入口IN2および冷
却水排出口OUT2は、第2温調水ユニット142に接
続されており、第2冷却配管132には、この第2温調
水ユニット142が生成する、冷却目標温度にほぼ等し
い第2温度(たとえば23℃)の冷却水が循環する。さ
らに、第3冷却配管133の冷却水導入口IN3および
冷却水排出口OUT3は、第3温調水ユニット143に
接続されており、第3冷却配管133には、この第3温
調水ユニット143が生成する、冷却目標温度よりも低
温の第3温度(たとえば20℃)の冷却水が循環させら
れる。
【0074】このようにこの実施形態によれば、基板冷
却面121の奥側の領域に配置された第3冷却配管13
3には、基板通過口19側の領域を冷却する第2冷却配
管132を流通する冷却水よりも低温の冷却水が流通さ
せられる。これにより、熱の籠もりやすい奥側における
冷却能力を高めることができるので、冷却処理後の基板
Sにおいて、基板通過口19側の部分と奥側の部分とで
大きな温度差が生じることがない。これにより、第1の
実施形態の場合よりも、基板温度の均一性をさらに向上
できる。
【0075】また、第1冷却配管31、第2冷却配管1
32および第3冷却配管133に供給される冷却水の温
度を個別設定することによって、中央領域、周辺領域お
よび奥側領域の冷却能力のバランスを容易に調整するこ
とができる。これにより、基板温度のさらなる均一化を
図ることができる。
【0076】なお、この第2の実施形態において、上記
第1温度と第3温度とは異なっているが、等しい温度
(たとえば、20℃)にしてもよい。いずれの場合であっ
ても、上記第1温度と第3温度とは第2温度よりも低く
されることが好ましい。また、第1温度と第3温度とが
等しい場合には、第3温調水ユニット143を設ける必
要はなく、第1温調水ユニット41からの冷却水を第3
冷却配管133に循環させればよい。
【0077】また、第1の実施形態の場合と同様に、基
板Sを基板冷却面121上に載置して冷却を開始してか
ら一定時間が経過した後には、第1冷却配管31および
第3冷却配管133に、第2冷却ユニット142からの
冷却水を切り替えて供給するようにしてもよい。むろ
ん、第1冷却配管31への冷却水の切り替えタイミング
と、第3冷却配管133への冷却水への切り替えタイミ
ングとは同時であってもよいし、異なるタイミングであ
ってもよい。
【0078】第1温度と第3温度とが等しく、かつ、第
1冷却配管31および第3冷却配管133への冷却水の
切り替えタイミングを同時とする場合には、図3の構成
に若干の変更を加えるだけでよい。すなわち、第1温調
水ユニット41からの冷却水供給路33において、エア
弁AV1と冷却水導入口IN1との間に、第3冷却配管
133の冷却水導入口IN3への冷却水供給路を分岐接
続し、かつ、第1温調水ユニット41への冷却水帰還路
34において、エア弁AV5と冷却水排出口OUT1と
の間に、第3冷却配管133の冷却水排出口OUTから
の冷却水帰還路を分岐接続すればよい。
【0079】また、図4の構成を変形して、第3冷却配
管133を基板通過口19側に配置し、この第3冷却配
管133に、第2冷却配管132を流通する冷却水より
も高温の冷却水を流通させるようにしてもよい。これに
よっても、基板Sの基板通過口側と奥側との各部の温度
差を少なくすることができる。
【0080】図5(a)は、この発明の第3の実施形態に
おいて用いられるクーリングプレート220の構成を説
明するための平面図であり、図5(b)は図5(a)の切断面
線V−Vから見た断面図である。このクーリングプレー
ト220は、上述の図1の構成におけるクーリングプレ
ート12に代えて用いられるべきものであり、以下で
は、図1を併せて参照することとする。また、図5にお
いて、上述の図2に示された各部に相当する部分には、
図2の場合と同一の参照符号を付して示すこととする。
【0081】このクーリングプレート220の基板冷却
面221にも、複数のプロキシミティボール13(図1
参照)が突設されているが、図5(a)では、その図示を
省略してある。また、この図5(a)には、クーリングプ
レート220内に形成されている冷却配管の配置形態が
透視状態で図解的に示されている。
【0082】クーリングプレート220の内部には、平
面視において、1本のほぼ渦巻き形状の冷却配管50が
形成されている。そして、この冷却配管50の内方側端
部には、冷却水導入口INが設けられ、その外方側端部
に冷却水排出口OUTが設けられている。これらの冷却
水導入口INおよび冷却水排出口OUTは、たとえば、
冷却目標温度にほぼ等しい冷却水を生成して循環させる
ための冷却水ユニット200に接続されている。
【0083】冷却配管50は、基板載置範囲SAの中央
領域SM内に配置された第1配管部51と、この中央領
域SMの周辺の周辺領域内に配置された第2配管部52
とを有する。第1配管部51は、基板冷却面221から
浅い位置に形成されており、第2配管部52は基板冷却
面221から深い位置に形成されている。すなわち、基
板冷却面221と第1配管部51との間の距離D1(第
1距離:たとえば5mm程度)は、基板冷却面221と
第2配管部52との間の距離D2(第2距離:たとえば
15mm程度)よりも短くなっている。
【0084】一方、第1配管部51における隣接する配
管相互間の間隔I1(管内壁間の間隔)は、第2配管部
52における隣接する配管相互間の間隔(管内壁間の間
隔)I2よりも短くなっている。これにより、基板冷却
面221から見たときの冷却配管の配設密度は、中央領
域SM内において高く(第1密度)、その周辺の周辺領
域において低く(第2密度)なっている。
【0085】第1配管部51における配管径φ1は、第
2配管部52における配管径φ2よりも小さくされてお
り、これにより、隣接する配管相互間の間隔I1の縮小
化が図られている。
【0086】以上のように、この実施形態においては、
クーリングプレート220の内部における冷却配管の配
置形態を領域ごとに異ならせているので、基板Sの各部
に対して適切な冷却処理を施すことができる。
【0087】すなわち、基板Sが基板冷却面221に載
置されたときに、その中央部に対向することになる第1
配管部51は、基板冷却面221に近接した位置に設け
られ、しかも、その配設密度が高いから、基板Sの中央
部の冷却を高能率で行える。その一方、基板Sの周辺部
に対向することになる第2配管部52は、基板冷却面2
21から比較的離れた位置に設けられ、しかも、その配
設密度が低いので、基板Sの周辺部に対する冷却能率
は、その中央部に対する冷却能率よりも低くなる。
【0088】これにより、熱の籠もりやすい中央部と周
辺部とに対してバランスのとれた冷却処理を行うことが
できるので、基板Sの各部に対して均一な冷却処理を施
すことができる。また、基板Sの中央部に対して高能率
での冷却が行われるので、基板Sの冷却処理時間を短縮
できる。
【0089】さらに、この実施形態においては、上述の
第1および第2実施形態とは異なり、一本の冷却配管5
0で、基板冷却面221の各領域の適切な冷却能力の設
定が可能であるので、冷却水の供給に関連する構成が簡
単になるという利点がある。
【0090】なお、この第3の実施形態においては、第
1配管部51と第2配管部52とで、基板冷却面221
からの距離D1,D2および配設密度の両方を異ならせ
ているが、いずれか一方のみを異ならせることによって
も、中央領域SMとその周辺の領域との間で冷却能力を
異ならせることができる。
【0091】すなわち、たとえば、第1配管部51およ
び第2配管部52の両方を、隣接する配管相互間の距離
が等しくなるように配置するとともに、第1配管部51
と基板冷却面221との間の距離D1が、第2配管部5
2と基板冷却面221との間の距離D2によりも短くな
るようにしてもよい。
【0092】また、第1配管部51および第2配管部5
2の両方を、基板冷却面221から同じ深さの位置に設
けるとともに、第1配管部51における隣接配管相互間
の間隔I1が、第2配管部52における隣接配管相互間
の間隔I2よりも短くなるようにしてもよい。
【0093】また、第1配管部51と第2配管部52と
の配設密度を異ならせるには、かならずしも、これらの
配管径φ1,φ2を相互に異ならせる必要はない。
【0094】また、上記の実施形態を変形して、基板通
過口19(図1参照)とは反対側の奥側の領域におい
て、配管相互間の間隔を基板通過口19側の領域よりも
小さくしたり、基板冷却面221から配管までの深さを
基板通過口19側の領域よりも浅くしたりして、基板冷
却面221の奥側における冷却能力を高めるようにして
もよい。これにより、上記第2の実施形態の場合と同様
な効果が得られる。図6は、この発明の第4の実施形態
において用いられるクーリングプレート320の構成を
説明するための断面図である。このクーリングプレート
320は、上述の図1の構成におけるクーリングプレー
ト12に代えて用いられるべきものであり、以下では、
図1を併せて参照することとする。また、図6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、図
1の場合と同一の参照符号を付して示すこととする。
【0095】クーリングプレート320の内部には、基
板冷却面321から第1距離D11の深さにおいて、平
面視においてほぼ渦巻き形状の第1冷却配管61が設け
られており、さらに、基板冷却面321から、第1の距
離D12よりも小さな第2距離D12の深さにおいて、
平面視においてほぼ渦巻き形状の第2冷却配管62が設
けられている。ただし、第2冷却配管62は、基板冷却
面62のほぼ全域に渡って均一な密度で配設されている
のに対して、第1冷却配管62は、基板Sの中央部に対
応する中央領域と、処理室11(図1参照)の奥側に対
応する奥側領域とに集中配置されている。
【0096】これらの第1冷却配管61および第2冷却
配管62は、それぞれ、内方側の端部に冷却水導入口I
N1,IN2を有し、外方側の端部に冷却水排出口OU
T1,OUT2を有している。
【0097】第1冷却配管61の冷却水導入口IN1お
よび冷却水排出口OUT1は、第1温調水ユニット71
に接続されており、第1冷却配管61には、この第1温
調水ユニット71が生成する第1温度(たとえば20
℃)の冷却水が循環する。また、第2冷却配管62の冷
却水導入口IN2および冷却水排出口OUT2は、第2
温調水ユニット72に接続されており、第2冷却配管6
2には、この第2温調水ユニット72が生成する、冷却
目標温度にほぼ等しい第2温度(たとえば23℃)の冷
却水が循環する。第1温調水ユニット71が生成する冷
却水の温度である第1温度は、第2温度よりも低くされ
ることが好ましい。ただし、第1温度と第2温度とは等
しくても差し支えなく、その場合には、共通の温調ユニ
ットよって、第1冷却配管61および第2冷却配管62
に等しい温度の冷却水を循環させればよい。
【0098】この実施形態の構成によれば、中央領域お
よび奥側領域においては、第1冷却配管61および第2
冷却配管62を流通する両方の冷却水によって基板Sの
冷却が行われ、その他の周辺領域においては、第2冷却
配管62を流通する冷却水のみによって基板Sの冷却が
行われる。すなわち、中央領域および奥側領域において
は、基板冷却面321から見たときの冷却配管の配設密
度が高くなっており、これにより、それらの領域におけ
る冷却能力が高められている。このように、配管をプレ
ートの厚み方向に関して立体的に配置することによっ
て、基板Sの各部の冷却能力が適切に設定されており、
これによって、上記第2の実施形態の場合と同様な効果
が達成される。
【0099】図7は、図6の実施形態の変形例を示す断
面図であり、図6の各部に対応する部分には同一の参照
符号が付されている。この変形例では、深さを異ならせ
て配置した第1冷却配管61および第2冷却配管62を
相互に連通させており、これにより、1つの温調ユニッ
ト70および一対の冷却水導入/排出口IN,OUTに
よって、両冷却配管61,62への冷却水の供給を達成
している。
【0100】以上、この発明のいくつかの実施形態につ
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、上記の実施形態では、基板冷却
面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、基板冷却面と基
板Sとの間の間隙を規定する間隙部材として機能させる
こともできる。
【0101】また、上述の実施形態では、基板Sをクー
リングプレートに近接させて冷却するようにしている
が、新たに別の冷却手段を設けてもよい。たとえば、基
板Sのクーリングプレートとは反対側の表面に冷却用気
体を供給するようにしてもよく、この場合、迅速かつ高
精度な基板の冷却を行うことができる。
【0102】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。
【0103】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。
【0104】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】上記基板冷却装置のクーリングプレートを基板
冷却面側から見た図解的な平面図である。
【図3】クーリングプレートに冷却水を供給する温調水
供給装置の構成を示す系統図である。
【図4】この発明の第2の実施形態において用いられる
クーリングプレートの構成を説明するための平面図であ
る。
【図5】この発明の第3の実施形態において用いられる
クーリングプレートの構成を説明するための図である。
【図6】この発明の第4の実施形態において用いられる
クーリングプレートの構成を説明するための断面図であ
る。
【図7】図6の実施形態の変形例を示す断面図である。
【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 13 プロキシミティボール 19 基板通過口 30 温調水供給装置 31 第1冷却配管 32 第2冷却配管 40 制御装置 41 第1温調水ユニット 42 第2温調水ユニット 120 クーリングユニット 121 基板冷却面 132 第2冷却配管 133 第3冷却配管 142 第2温調水ユニット 143 第3温調水ユニット 50 冷却配管 51 第1配管部 52 第2配管部 200 温調水ユニット 220 クーリングプレート 221 基板冷却面 320 クーリングプレート 321 基板冷却面 61 第1冷却配管 62 第2冷却配管 71 第1温調水ユニット 72 第2温調水ユニット 70 温調水ユニット

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
    面を有する基板冷却体と、 この基板冷却体の内部に設けられ、互いに異なる温度の
    冷却用流体が流通する複数の冷却配管とを備えたことを
    特徴とする基板冷却装置。
  2. 【請求項2】上記複数の冷却配管は、 上記基板冷却面に近接されて冷却される基板の中央部に
    対応する領域に設けられ、第1温度の冷却用流体が流通
    する第1冷却配管と、 上記基板冷却面に近接されて冷却される基板の周辺部に
    対応する領域に設けられ、上記第1温度よりも高い第2
    温度の冷却用流体が流通する第2冷却配管とを含むこと
    を特徴とする請求項1記載の基板冷却装置。
  3. 【請求項3】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、 この基板冷却体の内部に、上記基板冷却面からの距離が
    領域的に異なるように設けられ、所定温度の冷却用流体
    が流通する冷却配管とを備えたことを特徴とする基板冷
    却装置。
  4. 【請求項4】上記冷却配管は、 上記基板冷却面に近接されて冷却される基板の中央部に
    対応する領域において、上記基板冷却面と第1距離だけ
    離れた位置に設けられた第1配管部と、 上記基板冷却面に近接されて冷却される基板の周辺部に
    対応する領域において、上記第1距離よりも大きい第2
    距離だけ離れた位置に設けられた第2配管部とを含むこ
    とを特徴とする請求項3記載の基板冷却装置。
  5. 【請求項5】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、 この基板冷却体の内部に、上記基板冷却面から見た密度
    が領域的に異なるように設けられ、所定温度の冷却用流
    体が流通する冷却配管とを備えたことを特徴とする基板
    冷却装置。
  6. 【請求項6】上記冷却配管は、 上記基板冷却面に近接されて冷却される基板の中央部に
    対応する領域において、第1密度で設けられた第1配管
    部と、 上記基板冷却面に近接されて冷却される基板の周辺部に
    対応する領域において、上記第1密度よりも低い第2密
    度で設けられた第2配管部とを含むことを特徴とする請
    求項5記載の基板冷却装置。
  7. 【請求項7】冷却用流体が流通する冷却用配管が内部に
    設けられた基板冷却体の基板冷却面に基板を近接させて
    冷却する基板冷却方法において、 基板冷却体の内部に複数の冷却配管を設けるとともに、
    この複数の冷却配管に互いに異なる温度の冷却用流体を
    流通させることにより、基板冷却面の冷却能力を領域ご
    とに異ならせて基板を冷却することを特徴とする基板冷
    却方法。
  8. 【請求項8】冷却用流体が流通する冷却用配管が内部に
    設けられた基板冷却体の基板冷却面に基板を近接させて
    冷却する基板冷却方法において、 上記基板冷却体の内部における上記冷却用配管の配置形
    態を部分的に異ならせることにより、上記基板冷却面の
    冷却能力を領域ごとに異ならせて基板を冷却することを
    特徴とする基板冷却方法。
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