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JP2012079940A - Heat treatment apparatus, heat treatment method, and storage medium - Google Patents

Heat treatment apparatus, heat treatment method, and storage medium Download PDF

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JP2012079940A JP2010224170A JP2010224170A JP2012079940A JP 2012079940 A JP2012079940 A JP 2012079940A JP 2010224170 A JP2010224170 A JP 2010224170A JP 2010224170 A JP2010224170 A JP 2010224170A JP 2012079940 A JP2012079940 A JP 2012079940A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To rapidly lower the temperature of a heating plate when subjecting a substrate mounted on the heating plate to heat treatment.SOLUTION: Two pieces of cooling plates 81 and 82 with substantially the same size as that of a heating plate 84 are horizontally arranged under the heating plate 84. The lower cooling plate 81 is fixed to the heating plate 84 via a heat insulation member, and the upper cooling plate 82 is configured such that it can be lifted/lowered with respect to the lower cooling plate 81. The lower cooling plate 81 is provided with a coolant passage 88. The upper cooling plate 82 is pre-cooled by bringing it into contact with the lower cooling plate 81. To lower the temperature of the heating plate 84, the upper cooling plate 82 is lifted so as to be brought into contact with or moved closer to the heating plate 84. Alternatively, a single piece of cooling plate having the coolant passage 88 may be brought into contact with or moved closer to the heating plate 84, instead of using the two pieces of cooling plates 81 and 82.

Description

本発明は、加熱板上に基板を載置して基板の熱処理を行う熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体に関する。   The present invention relates to a heat treatment apparatus, a heat treatment method, and a storage medium that place a substrate on a heating plate to heat the substrate.

半導体製造におけるフォトリソグラフィ工程には、基板を加熱板上に載置して基板に対して熱処理を行う熱処理工程が含まれる。具体的には、レジスト塗布後の熱処理、露光後、現像前の熱処理、現像後の熱処理などが挙げられる。加熱板は、例えば抵抗発熱線を熱板本体にパターン印刷して構成され、基板の種別（ロット）に応じて設定された設定温度にコントロールされる。従って、一のロットについて熱処理を終えた後、後続のロットの設定温度が当該一のロットの設定温度と異なる場合には、加熱板の温度を変更する必要がある。例えば、後続のロットの基板の設定温度が前のロットの基板の設定温度よりも低い場合、前のロットの最終の基板が加熱板から搬出された後、例えば当該加熱板の裏面側にエアーを供給して（パージして）、加熱板を降温するようにしている。
しかし、エアーパージによる加熱板の冷却手法では熱交換率が低いことから温度整定を行うために長い時間がかかり、スループットの向上の妨げの一因となっている。また、パージ用のエアーが加熱板の表面側に回り込んで、パーティクル汚染を起こす虞もある。 The photolithography process in semiconductor manufacturing includes a heat treatment process in which a substrate is placed on a heating plate and heat-treated on the substrate. Specific examples include heat treatment after resist application, heat treatment after exposure, heat treatment before development, heat treatment after development, and the like. The heating plate is configured, for example, by printing a resistance heating wire on the heating plate main body, and is controlled to a set temperature set according to the type (lot) of the substrate. Therefore, after finishing the heat treatment for one lot, if the set temperature of the subsequent lot is different from the set temperature of the one lot, it is necessary to change the temperature of the heating plate. For example, when the set temperature of the substrate of the subsequent lot is lower than the set temperature of the substrate of the previous lot, after the last substrate of the previous lot is unloaded from the heating plate, for example, air is supplied to the back side of the heating plate. Supply (purge) and lower the temperature of the heating plate.
However, the method of cooling the heating plate by air purge has a low heat exchange rate, so it takes a long time to set the temperature, which is a factor in hindering improvement in throughput. Moreover, there is a possibility that purge air may circulate to the surface side of the heating plate and cause particle contamination.

ここで特許文献１には、加熱板に温調部を接触させることで加熱する加熱板について、加熱板温度を僅かに降温させる場合に、温調部を昇降機構により移動させて加熱板から離すことが記載されている。しかし、この手法では加熱板を短時間で降温させることはできない。   Here, in Patent Document 1, when the temperature of the heating plate is slightly lowered with respect to the heating plate that is heated by bringing the temperature adjustment portion into contact with the heating plate, the temperature adjustment portion is moved away from the heating plate by the lifting mechanism. It is described. However, this method cannot lower the temperature of the heating plate in a short time.

特開２００９−１９４２３７号公報（段落００５５、図１４）JP 2009-194237 A (paragraph 0055, FIG. 14)

本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は加熱板の温度を速やかに降温させることができる熱処理装置を提供することにある。   The present invention has been made under such a background, and an object thereof is to provide a heat treatment apparatus capable of quickly lowering the temperature of a heating plate.

本発明の熱処理装置は、
基板を加熱板に載置して熱処理を行うための熱処理装置において、
前記加熱板に接触あるいは近接することにより当該加熱板を冷却するための冷却部材と、
この冷却部材を冷却するための冷却部と、
前記冷却部材を、待機位置と前記加熱板を冷却するための冷却位置との間で相対的に昇降させるための昇降機構と、
熱処理された前記基板が前記加熱板から搬出された後、当該加熱板を降温させるために前記冷却部材を前記冷却位置に設定するように前記昇降機構を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。 The heat treatment apparatus of the present invention
In a heat treatment apparatus for performing heat treatment by placing a substrate on a heating plate,
A cooling member for cooling the heating plate by contacting or approaching the heating plate;
A cooling unit for cooling the cooling member;
An elevating mechanism for elevating and lowering the cooling member relatively between a standby position and a cooling position for cooling the heating plate;
A control unit that controls the elevating mechanism to set the cooling member at the cooling position in order to lower the temperature of the heating plate after the heat-treated substrate is carried out of the heating plate. Features.

また、本発明の熱処理方法は、
基板を加熱板に載置して熱処理を行う熱処理方法において、
冷却部により冷却部材を冷却する工程と、
次いで、熱処理された前記基板が前記加熱板から搬出された後、前記冷却部材を昇降機構により加熱板に接触あるいは近接する位置まで移動させることにより当該加熱板を冷却する工程と、
前記加熱板の温度が降温した後、前記冷却部材を前記昇降機構により冷却位置から移動させる工程と、を含むことを特徴とする。 Moreover, the heat treatment method of the present invention comprises:
In a heat treatment method of placing a substrate on a heating plate and performing a heat treatment,
A step of cooling the cooling member by the cooling unit;
Next, after the heat-treated substrate is unloaded from the heating plate, the step of cooling the heating plate by moving the cooling member to a position in contact with or close to the heating plate by an elevating mechanism;
And a step of moving the cooling member from the cooling position by the elevating mechanism after the temperature of the heating plate is lowered.

そして、本発明における記憶媒体は、
基板を加熱板に載置して熱処理を行うための熱処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の熱処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。 The storage medium in the present invention is
A storage medium storing a computer program used in a heat treatment apparatus for performing heat treatment by placing a substrate on a heating plate,
The computer program includes a group of steps so as to execute the heat treatment method described above.

本発明は、基板を熱処理する加熱板を冷却する場合に、冷却部材を冷却部により冷却した上で、昇降機構により移動させて、加熱板に接触あるいは近接させるようにしている。従って、加熱板を速やかに冷却することができる。   In the present invention, when the heating plate for heat-treating the substrate is cooled, the cooling member is cooled by the cooling unit and then moved by the elevating mechanism so as to contact or approach the heating plate. Therefore, the heating plate can be quickly cooled.

本発明の第１の実施形態に係る熱処理装置の全体を一部を切欠して示す斜視図である。1 is a perspective view showing the entire heat treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention with a part cut away. 前記熱処理装置の全体を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the whole said heat processing apparatus. 前記熱処理装置に用いられる加熱ユニットを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the heating unit used for the said heat processing apparatus. 前記熱処理装置に用いられる加熱ユニットを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the heating unit used for the said heat processing apparatus. 前記熱処理装置に用いられる加熱板の裏面図である。It is a reverse view of the heating plate used for the said heat processing apparatus. 前記熱処理装置に用いられる第１の冷却プレートを示す平面図である。It is a top view which shows the 1st cooling plate used for the said heat processing apparatus. 加熱板の冷却工程を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the cooling process of a heating plate. 加熱板の冷却工程を示す作用説明図である。It is effect | action explanatory drawing which shows the cooling process of a heating plate. 加熱板の冷却工程を示す作用説明図である。It is effect | action explanatory drawing which shows the cooling process of a heating plate. 加熱板の冷却工程を示す作用説明図である。It is effect | action explanatory drawing which shows the cooling process of a heating plate. 加熱板の冷却工程を示す作用説明図である。It is effect | action explanatory drawing which shows the cooling process of a heating plate. 加熱板の冷却工程における経過時間と加熱板の温度との関係を説明するグラフである。It is a graph explaining the relationship between the elapsed time and the temperature of a heating plate in the cooling process of a heating plate. 本発明における第２の実施形態に係る加熱ユニットを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the heating unit which concerns on 2nd Embodiment in this invention. 第２の実施形態に係る加熱板の冷却工程を示す作用説明図である。It is effect | action explanatory drawing which shows the cooling process of the heating plate which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係る加熱板の冷却工程を示す作用説明図である。It is effect | action explanatory drawing which shows the cooling process of the heating plate which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係る加熱板の冷却工程を示す作用説明図である。It is effect | action explanatory drawing which shows the cooling process of the heating plate which concerns on 2nd Embodiment. 本発明における第３の実施形態に係る加熱ユニットを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the heating unit which concerns on 3rd Embodiment in this invention. 第３の実施形態に係る加熱板の冷却工程を示す作用説明図である。It is effect | action explanatory drawing which shows the cooling process of the heating plate which concerns on 3rd Embodiment. 第３の実施形態に係る加熱板の冷却工程を示す作用説明図である。It is effect | action explanatory drawing which shows the cooling process of the heating plate which concerns on 3rd Embodiment. 本発明における第４の実施形態に係る加熱ユニット及び冷却アームを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the heating unit and cooling arm which concern on the 4th Embodiment in this invention. 第４の実施形態に係る加熱板の冷却工程を示す作用説明図である。It is effect | action explanatory drawing which shows the cooling process of the heating plate which concerns on 4th Embodiment. 第４の実施形態に係る加熱板の冷却工程を示す作用説明図である。It is effect | action explanatory drawing which shows the cooling process of the heating plate which concerns on 4th Embodiment. 本発明における第５の実施形態に係る加熱ユニット及び冷却アームを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the heating unit and cooling arm which concern on the 5th Embodiment in this invention. 第５の実施形態に係る加熱板の冷却工程を示す作用説明図である。It is effect | action explanatory drawing which shows the cooling process of the heating plate which concerns on 5th Embodiment. 第５の実施形態に係る加熱板の冷却工程を示す作用説明図である。It is effect | action explanatory drawing which shows the cooling process of the heating plate which concerns on 5th Embodiment.

本発明の熱処理装置の第１の実施形態について説明する。図１及び図２に示す熱処理装置は、基板例えば半導体ウエハ（以下、ウエハという。）Ｗに対してレジストの塗布、現像を行うための塗布、現像装置に使用されるものである。
熱処理装置は、例えばアルミニウムよりなる筐体１によって囲まれており、この筐体１内は、区画板７によってウエハＷに対して熱処理が行われる上方領域３ａと、ウエハＷを昇降させる駆動機構が収納された下方領域３ｂと、に区画されている。 A first embodiment of the heat treatment apparatus of the present invention will be described. The heat treatment apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is used in a coating and developing apparatus for applying a resist to a substrate, for example, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) W, and developing the resist.
The heat treatment apparatus is surrounded by a housing 1 made of, for example, aluminum. In the housing 1, an upper region 3 a where heat treatment is performed on the wafer W by the partition plate 7 and a drive mechanism for moving the wafer W up and down are provided. It is partitioned into a lower area 3b that is stored.

図１中の左側（Ｙ軸正方向）を便宜的に前方として説明すると、上方領域３ａには、前方側から基板（ウエハ）冷却プレートである冷却アーム５、加熱ユニット６及び排気系部品の一部が収納された収納室４がこの順番で設置されている。この冷却アーム５は、加熱板との間でウエハの受け渡しを行う受け渡し機構に相当する。筐体１の側壁４４の前方側には、本熱処理装置外に設けられた図示しないウエハ搬送機構と冷却アーム５との間で、ウエハＷの受け渡しを行うための開口部４５が形成されており、この開口部４５は、図示しないシャッターなどにより開閉可能に構成されている。また、加熱ユニット６の側方位置における側壁４４の両側には、この加熱ユニット６の周囲の雰囲気を冷却するために、冷媒が上下に通流する冷媒流路４０が例えば４本並ぶように埋設されており、温度調整された冷却水がこの冷媒流路４０内を通流するように構成されている。   For the sake of convenience, the left side in FIG. 1 (Y-axis positive direction) will be described as the front side. In the upper region 3a, the cooling arm 5, which is a substrate (wafer) cooling plate from the front side, the heating unit 6, and exhaust system components The storage chamber 4 storing the parts is installed in this order. The cooling arm 5 corresponds to a delivery mechanism that delivers a wafer to and from the heating plate. On the front side of the side wall 44 of the housing 1, an opening 45 for transferring the wafer W is formed between a wafer transfer mechanism (not shown) provided outside the heat treatment apparatus and the cooling arm 5. The opening 45 is configured to be opened and closed by a shutter (not shown). Further, in order to cool the atmosphere around the heating unit 6 on both sides of the side wall 44 at the side position of the heating unit 6, for example, four refrigerant flow paths 40 through which the refrigerant flows vertically are embedded. The temperature-controlled cooling water is configured to flow through the refrigerant flow path 40.

冷却アーム５は、区画板７に形成されたガイド４６に沿って脚部５１が筐体１の長手方向にスライドすることにより、既述のウエハ搬送機構との間でウエハＷの受け渡しを行う位置と、加熱ユニット６との間でウエハＷの受け渡しを行う位置と、の間において移動できるように構成されている。また冷却アーム５の下面側には、加熱されたウエハＷを粗冷却するために、例えば冷媒を通流させるための図示しない冷媒流路が設けられている。
下方領域３ｂには、図２に示すように、既述の開口部４５の側方位置と後述の加熱板８４の上方位置とにおいて、冷却アーム５上のウエハＷを昇降させるために、それぞれ昇降機構４９ａ、４９ｂに接続された支持ピン４７ａ、４７ｂが設けられている。冷却アーム５には、これら支持ピン４７ａ、４７ｂが貫通するスリット５３が形成されている。区画板７には、支持ピン４７ａが突没するための孔部４８が形成されている。尚、支持ピン４７ｂは、区画板７に形成された後述の第１のガス排出口７２を介して突没する。 The cooling arm 5 is a position where the wafer W is transferred to and from the above-described wafer transfer mechanism by the leg 51 sliding along the guide 46 formed on the partition plate 7 in the longitudinal direction of the housing 1. And a position where the wafer W is transferred to and from the heating unit 6. Further, on the lower surface side of the cooling arm 5, for example, a refrigerant flow path (not shown) for allowing a refrigerant to flow therethrough is provided in order to roughly cool the heated wafer W.
As shown in FIG. 2, the lower region 3b is moved up and down in order to move the wafer W on the cooling arm 5 up and down at the side position of the opening 45 described above and the position above the heating plate 84 described later. Support pins 47a and 47b connected to the mechanisms 49a and 49b are provided. The cooling arm 5 is formed with a slit 53 through which the support pins 47a and 47b pass. The partition plate 7 is formed with a hole 48 for the support pin 47a to project and retract. The support pin 47b protrudes and retracts via a first gas discharge port 72 described later formed in the partition plate 7.

加熱ユニット６の下方領域３ｂの左右両側には、図２に示すように、筐体１の長手方向に伸びる排気管１０４、１０４が設けられている。これら排気管１０４、１０４は、排気路２に収納室４を介して接続されており、排気管１０４、１０４同士の互いに対向する面に形成された多数の図示しない吸引孔から、この下方領域３ｂの雰囲気を排出できるように構成されている。   As shown in FIG. 2, exhaust pipes 104 and 104 extending in the longitudinal direction of the housing 1 are provided on the left and right sides of the lower region 3 b of the heating unit 6. These exhaust pipes 104 and 104 are connected to the exhaust passage 2 via the storage chamber 4, and the lower region 3 b is formed from a number of suction holes (not shown) formed on the mutually opposing surfaces of the exhaust pipes 104 and 104. It is configured to discharge the atmosphere.

加熱ユニット６は、図１に示すように、ウエハＷを加熱するための加熱板８４と、下面側が開口しこの加熱板８４の周囲を上方側から気密に覆うように形成された概略カップ型の蓋体６２と、から構成されている。
この蓋体６２は、加熱板８４と冷却アーム５との間でウエハＷの受け渡しを行う際の待機位置である上方位置と、ウエハＷの熱処理時に加熱板８４を蓋う下方位置と、の間で図示しない昇降機構により昇降できるように構成されている。
蓋体６２の天井部には、給気管６６を介してガス供給源６５が接続されており、加熱板８４上のウエハＷに対して、例えば蓋体６２の天井部中央の開口部６７から、例えば空気や窒素ガスなどのパージガスを供給できるように構成されている。また、蓋体６２の側壁の内側には、下方位置におけるウエハＷの側面を臨む位置に、例えば全周に亘って多数の孔部６８が形成されている。この孔部６８は、排気路７０を介して排気路２に接続されている。 As shown in FIG. 1, the heating unit 6 includes a heating plate 84 for heating the wafer W, and a generally cup-type formed so that the lower surface side is opened and the periphery of the heating plate 84 is airtightly covered from above. And a lid 62.
The lid 62 is located between an upper position that is a standby position when the wafer W is transferred between the heating plate 84 and the cooling arm 5 and a lower position that covers the heating plate 84 when the wafer W is heat-treated. It can be moved up and down by a lifting mechanism (not shown).
A gas supply source 65 is connected to the ceiling of the lid 62 via an air supply pipe 66, and for example, from an opening 67 at the center of the ceiling of the lid 62 with respect to the wafer W on the heating plate 84. For example, a purge gas such as air or nitrogen gas can be supplied. Further, on the inner side of the side wall of the lid 62, for example, a large number of holes 68 are formed over the entire circumference at a position facing the side surface of the wafer W in the lower position. The hole 68 is connected to the exhaust path 2 via the exhaust path 70.

加熱板８４の下方側には、図３及び図４に示すように、区画板７上に設けられた冷却用昇降機構８３、冷却部である第１の冷却プレート８１及び冷却部材である第２の冷却プレート８２が下側からこの順番で積層されており、これらの部材をサポートリング８０が側方及び下方から囲うような構成となっている。   As shown in FIGS. 3 and 4, on the lower side of the heating plate 84, a cooling lifting mechanism 83 provided on the partition plate 7, a first cooling plate 81 that is a cooling unit, and a second that is a cooling member. The cooling plates 82 are stacked in this order from the lower side, and the support ring 80 surrounds these members from the side and the lower side.

加熱板８４は、ウエハＷを載置するための例えば厚さが１０ｍｍの板状のプレートであり、例えばアルミニウム、ステンレス、銅合金等のように比較的安価で加工しやすい金属からなっている。また、この加熱板８４の表面には、ウエハＷの裏面側のパーティクル汚染を防止するためのプロキシミティピン（図示せず）が複数設けられ、ウエハＷはこのピンの上に載置される。
この加熱板８４の下面には、図５に示すように、ウエハＷを加熱するためのリング状の加熱部である抵抗発熱線からなるヒータ８４１が同心円状にパターン印刷されている。また、この加熱板８４内には、例えば中央部に加熱板８４の上面の温度を検出するための例えば熱電対などの温度検出部８４２が設けられており、この温度検出部８４２の温度検出値により、後述の制御部１０が接続されており、加熱板８４の表面の温度を制御するように構成されている。
加熱板８４は、その周縁部において例えば緩衝材などの図示しない受け部材を介して、断熱性の熱板支持部９２により加熱板８４の周方向に等間隔に例えば３ヶ所で下方から支持されている。そして、加熱板８４は、ネジなどの図示しない固定部材によりこの熱板支持部９２を介して第１の冷却プレート８１の外周縁に固定されている。
また、加熱板８４の下方には、例えばアルミニウムからなる第２の冷却プレート８２がこの加熱板８４に対向するように設けられている。 The heating plate 84 is a plate-like plate having a thickness of, for example, 10 mm for mounting the wafer W, and is made of a metal that is relatively inexpensive and easy to process, such as aluminum, stainless steel, copper alloy, or the like. A plurality of proximity pins (not shown) for preventing particle contamination on the back side of the wafer W are provided on the surface of the heating plate 84, and the wafer W is placed on the pins.
On the lower surface of the heating plate 84, as shown in FIG. 5, a heater 841 made of a resistance heating wire, which is a ring-shaped heating unit for heating the wafer W, is printed in a concentric pattern. Further, in the heating plate 84, for example, a temperature detection unit 842 such as a thermocouple for detecting the temperature of the upper surface of the heating plate 84 is provided at the center, and the temperature detection value of the temperature detection unit 842 is provided. Thus, a control unit 10 described later is connected and configured to control the temperature of the surface of the heating plate 84.
The heating plate 84 is supported from below at, for example, three locations at equal intervals in the circumferential direction of the heating plate 84 by a heat-insulating hot plate support portion 92 via a receiving member (not shown) such as a cushioning material at the peripheral portion thereof. Yes. The heating plate 84 is fixed to the outer peripheral edge of the first cooling plate 81 via the hot plate support portion 92 by a fixing member (not shown) such as a screw.
A second cooling plate 82 made of aluminum, for example, is provided below the heating plate 84 so as to face the heating plate 84.

また、加熱板８４に第２の冷却プレート８２を接触させて加熱板８４を降温する際に、加熱板８４の裏面に設けられたヒータ８４１に第２の冷却プレート８２が接触しないように、この第２の冷却プレート８２の上面には、ヒータ８４１に対応する位置に凹部８２２が形成されている。そして、第２の冷却プレート８２の下面には、突起部８２１が例えば３ヶ所形成されており、この突起部８２１が冷却用昇降機構８３に下から押し上げられることにより、第２の冷却プレート８２が冷却位置に移動することができる。
第２の冷却プレート８２は、加熱板８４を冷却していないときには第１の冷却プレート８１上にて待機している。このとき加熱板８４の下面と第２の冷却プレート８２の上面との間に形成される薄い円板状の空間領域は、冷却ガス通流領域Ｇをなし、冷却ガスによる加熱板８４の冷却の際に冷却ガスが通流する。 Further, when the temperature of the heating plate 84 is lowered by bringing the second cooling plate 82 into contact with the heating plate 84, the second cooling plate 82 is prevented from coming into contact with the heater 841 provided on the back surface of the heating plate 84. A recess 822 is formed on the upper surface of the second cooling plate 82 at a position corresponding to the heater 841. Then, for example, three protrusions 821 are formed on the lower surface of the second cooling plate 82, and the protrusion 821 is pushed up from below by the cooling elevating mechanism 83, so that the second cooling plate 82 is It can be moved to the cooling position.
The second cooling plate 82 stands by on the first cooling plate 81 when the heating plate 84 is not cooled. At this time, a thin disk-shaped space region formed between the lower surface of the heating plate 84 and the upper surface of the second cooling plate 82 forms a cooling gas flow region G, and cooling of the heating plate 84 by the cooling gas is performed. At this time, the cooling gas flows.

第１の冷却プレート８１は、図３及び図４に示すように、内部に冷媒通流部８８が設けられている。この冷媒通流部８８は、前述の冷却アーム５に設けられた冷媒流路の出口と繋がっており、冷却アーム５を通ってきた冷媒が通流するようになっている。また、第１の冷却プレート８１における第２の冷却プレート８２の突起部８２１に対応する位置には、図３、図４及び図６に示すように、この突起部８２１をダイヤフラム８３２が押し上げるための空間である開口部８１３が設けられている。
この第１の冷却プレート８１における中央部には、図３、図４及び図６に示すように、複数の冷却ガス吹き付け用の冷却ガス供給管９０が、第１の冷却プレート８１の中心を囲むように配置されると共に、第１の冷却プレート８１を貫通して冷却ガス通流領域Ｇ内に突き出して設けられている。第２の冷却プレート８２には、図３及び図４に示すように、多数の開口部９１が設けられており、この開口部９１のうち一部は、第２の冷却プレート８２が第１の冷却プレート８１上に載置されている待機位置にある状態において、冷却ガス供給管９０と第２の冷却プレート８２とが接触しないように配置されている。一方、第１の冷却プレート８１においても、この冷却ガス供給管９０に対応していない残りの開口部９１に対応して開口部９６が設けられている。この第１の冷却プレート８１の開口部９６と第２の冷却プレート８２の開口部９１とで冷却ガス排出孔９７を形成しており、ここから冷却ガスが排出される。 As shown in FIGS. 3 and 4, the first cooling plate 81 is provided with a refrigerant flow portion 88 therein. This refrigerant flow part 88 is connected to the outlet of the refrigerant flow path provided in the above-described cooling arm 5, and the refrigerant that has passed through the cooling arm 5 flows therethrough. Further, as shown in FIGS. 3, 4 and 6, the diaphragm 832 pushes up the protrusion 821 at a position corresponding to the protrusion 821 of the second cooling plate 82 in the first cooling plate 81. An opening 813 that is a space is provided.
As shown in FIGS. 3, 4, and 6, a plurality of cooling gas supply pipes 90 for blowing cooling gas surround the center of the first cooling plate 81 at the center of the first cooling plate 81. And is provided so as to penetrate through the first cooling plate 81 and protrude into the cooling gas flow region G. As shown in FIGS. 3 and 4, the second cooling plate 82 is provided with a large number of openings 91, and a part of the openings 91 includes the second cooling plate 82 as the first cooling plate 82. The cooling gas supply pipe 90 and the second cooling plate 82 are arranged so as not to come into contact with each other in the standby position placed on the cooling plate 81. On the other hand, the first cooling plate 81 is also provided with openings 96 corresponding to the remaining openings 91 not corresponding to the cooling gas supply pipe 90. The opening 96 of the first cooling plate 81 and the opening 91 of the second cooling plate 82 form a cooling gas discharge hole 97 from which the cooling gas is discharged.

冷却用昇降機構８３は、図３及び図４に示すように、支持部材８３１、ダイヤフラム８３２、エア供給機構８３３及び送気路８３４とからなる。支持部材８３１は、区画板７上に設けられダイヤフラム８３２を介して第１の冷却プレート８１を例えば３ヶ所で支持しており、その上部には凹部８３５が、第２の冷却プレート８２の突起部８２１及び第１の冷却プレート８１の開口部８１３に対応する位置に形成されている。そして、凹部８３５には、ダイヤフラム８３２が下方に突出した状態の時には、このダイヤフラム８３２の下方に突出した部分が収納される。また、凹部８３５には、この凹部８３５とダイヤフラム８３２とにより気密に囲まれた空間８３６が形成されている。この気密空間８３６は、送気路８３４を介して、下部領域３ｂにあるエア供給機構８３３に接続されている。このエア供給機構８３３により、送気路８３４を介して気密空間８３６に圧縮空気を送り込むことで、ダイヤフラム８３２が上方に突出する。このとき、ダイヤフラム８３２により突起部８２１を介して第２の冷却プレート８２が冷却位置に押し上げられる。逆に、エア供給機構８３３により、気密空間８３６内の空気を抜き負圧にすることで、ダイヤフラム８３２を下方に突出するように反転させ、第２の冷却プレート８２を待機位置に下降させることができる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the cooling elevating mechanism 83 includes a support member 831, a diaphragm 832, an air supply mechanism 833, and an air supply path 834. The support member 831 is provided on the partition plate 7 and supports the first cooling plate 81 at, for example, three locations via a diaphragm 832. 821 and a position corresponding to the opening 813 of the first cooling plate 81. Then, when the diaphragm 832 protrudes downward, the recessed portion 835 stores a portion protruding downward of the diaphragm 832. The recess 835 is formed with a space 836 that is hermetically surrounded by the recess 835 and the diaphragm 832. The airtight space 836 is connected to an air supply mechanism 833 in the lower region 3b through an air supply path 834. The compressed air is sent into the airtight space 836 through the air supply path 834 by the air supply mechanism 833, so that the diaphragm 832 protrudes upward. At this time, the second cooling plate 82 is pushed up to the cooling position by the diaphragm 832 via the protrusion 821. Conversely, the air supply mechanism 833 can extract the air in the airtight space 836 to a negative pressure so that the diaphragm 832 is inverted so as to protrude downward, and the second cooling plate 82 is lowered to the standby position. it can.

上述の第１の冷却プレート８１、第２の冷却プレート８２及び加熱板８４を側方及び下方から囲うように、サポートリング８０が設けられている。このサポートリング８０は、中心部に第２のガス排出口８５が形成された円板状であり、その周縁部には、上側に向かって伸び上がる起立壁８６が周方向に亘って形成されている。このサポートリング８０の外径は、ウエハＷの外径よりも片側が例えば２０ｍｍずつ大きくなるように形成されている。このサポートリング８０は、支持部材８７によって区画板７に支持されている。また、区画板７には、図３及び図４に示すように、このサポートリング８０の第２のガス排出口８５の位置に対応するように、この第２のガス排出口８５とほぼ同径の第１のガス排出口７２が開口している。また、サポートリング８０を貫通するように冷却用昇降機構８３が設けられているが、サポートリング８０は冷却用昇降機構８３との間に僅かに隙間を設けて接触しないようになっている。   A support ring 80 is provided so as to surround the first cooling plate 81, the second cooling plate 82, and the heating plate 84 from the side and the lower side. The support ring 80 has a disk shape in which a second gas discharge port 85 is formed at the center, and an upright wall 86 extending upward is formed at the peripheral edge of the support ring 80 in the circumferential direction. . The outer diameter of the support ring 80 is formed so that one side is larger than the outer diameter of the wafer W by, for example, 20 mm. The support ring 80 is supported on the partition plate 7 by a support member 87. Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the partition plate 7 has substantially the same diameter as the second gas discharge port 85 so as to correspond to the position of the second gas discharge port 85 of the support ring 80. The first gas discharge port 72 is open. Further, although the cooling elevating mechanism 83 is provided so as to penetrate the support ring 80, the support ring 80 is not provided in contact with the cooling elevating mechanism 83 with a slight gap.

なお、第１の冷却プレート８１、第２の冷却プレート８２及び加熱板８４には、図３〜図６に示すように、既述の支持ピン４７ｂが突没するための孔部１０２が形成されている。また、区画板７及びサポートリング８０においては、この支持ピン４７ｂは、夫々に形成されたガス排出口７２、８５を介して昇降する。   As shown in FIGS. 3 to 6, the first cooling plate 81, the second cooling plate 82, and the heating plate 84 are formed with holes 102 through which the support pins 47b described above project and retract. ing. Further, in the partition plate 7 and the support ring 80, the support pins 47b are moved up and down through gas discharge ports 72 and 85 formed respectively.

熱処理装置２には、図２に示すように、例えばコンピュータからなる制御部１０が接続されており、この制御部１０には、昇降機構やバルブなどの作動機構を制御するステップ群やウエハＷの熱処理あるいは加熱板８４の冷却を行うためのプログラム、ＣＰＵ、メモリなどが格納されている。プログラムにおける加熱板８４の冷却を行うステップ群については、ウエハＷの加熱プロセス温度ごとに、プロセス温度Ｔ２よりも少し高い温度（設定温度近傍）をしきい値Ｔ１として備え、一のプロセス温度Ｔ０からこれよりも低い他のプロセス温度Ｔ２に加熱板８４を降温させるときに、次の動作を行うように構成されている。
ａ． 温度検出部８４２からの温度検出値が前記しきい値Ｔ１以上のときには冷却用昇降機構８３に対して第２の冷却プレート８２を上昇させておくための制御信号、具体的にはコンプレッサー８３３が圧縮空気を送気するための制御信号を出力する。
ｂ． 温度検出値が前記しきい値Ｔ１を下回ったときには、ガス供給源９３をオンにして冷却ガスを冷却ガス通流領域Ｇに供給させるための制御信号を出力し、かつコンプレッサー８３３が圧縮空気を排出してダイヤフラム８３２に負圧を作用させ、第２の冷却プレート８２を下降させるための制御信号を出力する。
ｃ． 温度検出値が前記他のプロセス温度Ｔ２に達したときにガス供給源９３をオフにして冷却ガスの通気を止めるための制御信号を出力する。
このプログラムは、記憶媒体例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶部１１に格納されて、制御部１０にインストールされる。 As shown in FIG. 2, the heat treatment apparatus 2 is connected to a control unit 10 formed of, for example, a computer. The control unit 10 includes a group of steps for controlling an operation mechanism such as an elevating mechanism and a valve, and a wafer W. A program, a CPU, a memory, and the like for performing heat treatment or cooling the heating plate 84 are stored. For the step group for cooling the heating plate 84 in the program, for each heating process temperature of the wafer W, a temperature slightly higher than the process temperature T2 (near the set temperature) is provided as a threshold value T1, and from the one process temperature T0. When the heating plate 84 is lowered to another process temperature T2 lower than this, the following operation is performed.
a. When the temperature detection value from the temperature detection unit 842 is equal to or greater than the threshold value T1, a control signal for raising the second cooling plate 82 to the cooling elevating mechanism 83, specifically, the compressor 833 compresses. A control signal for supplying air is output.
b. When the detected temperature value falls below the threshold value T1, the gas supply source 93 is turned on to output a control signal for supplying the cooling gas to the cooling gas flow area G, and the compressor 833 discharges the compressed air. Then, a negative pressure is applied to the diaphragm 832 to output a control signal for lowering the second cooling plate 82.
c. When the detected temperature value reaches the other process temperature T2, the gas supply source 93 is turned off to output a control signal for stopping the flow of the cooling gas.
This program is stored in the storage unit 11 such as a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magnetic optical disk, or a memory card, and is installed in the control unit 10.

次に、上述の実施形態の作用について、図７〜図１１を用いて説明する。先ず図示しないシャッタが開くと、例えばレジスト液が塗布されたウエハＷが図示しないウエハ搬送機構によって、開口部４５を介して筐体１内の冷却アーム５の上方に搬送され、支持ピン４７ａの昇降とウエハ搬送機構の退避作用とにより冷却アーム５上に載置される。そして、冷却アーム５が加熱板８４の上方まで移動すると、加熱ユニット６の下方の支持ピン４７ｂの昇降と当該冷却アーム５の退避作用とにより、ウエハＷは加熱板８４上に載置される。この時、加熱板８４は設定温度（プロセス温度）Ｔ０である例えば１２０℃に加熱されている。   Next, the effect | action of the above-mentioned embodiment is demonstrated using FIGS. First, when a shutter (not shown) is opened, for example, a wafer W coated with a resist solution is transferred above the cooling arm 5 in the housing 1 through the opening 45 by a wafer transfer mechanism (not shown), and the support pins 47a are moved up and down. And the retreating action of the wafer transfer mechanism are placed on the cooling arm 5. When the cooling arm 5 moves above the heating plate 84, the wafer W is placed on the heating plate 84 due to the raising and lowering of the support pins 47 b below the heating unit 6 and the retracting action of the cooling arm 5. At this time, the heating plate 84 is heated to, for example, 120 ° C., which is a set temperature (process temperature) T0.

次いで、蓋体６２を下降させて、ウエハＷの周囲を密閉して、ガス供給源６５から所定の冷却ガスを供給すると共に、孔部６８からウエハＷの周囲の雰囲気を排気し、所定の時間この状態を保持してウエハＷの熱処理を行う。このウエハＷに対する熱処理終了後、蓋体６２を上昇させて、ウエハＷを搬入時と逆の動作で冷却アーム５に引き渡し、この冷却アーム５上において所定の時間冷却して、図示しないウエハ搬送機構により筐体１から搬出する。その後、所定の枚数の例えば同一ロットのウエハＷについても同様に熱処理が行われる。また、この熱処理中に、第２の冷却プレート８２は、第１の冷却プレート８１上に載置されていることにより冷却され、加熱板８４の冷却工程に備えている（図８）。そして、このロットにおける最後のウエハＷに対する熱処理が終了し（図７中ステップＳ１）、このウエハＷが冷却アーム５を介して、熱処理装置外へ搬出される（ステップＳ２）。   Next, the lid 62 is lowered, the periphery of the wafer W is sealed, a predetermined cooling gas is supplied from the gas supply source 65, and the atmosphere around the wafer W is exhausted from the hole 68 for a predetermined time. While maintaining this state, the wafer W is heat-treated. After the heat treatment on the wafer W is completed, the lid 62 is raised, and the wafer W is transferred to the cooling arm 5 in the reverse operation to that when the wafer W is loaded, and cooled on the cooling arm 5 for a predetermined time. To carry it out of the housing 1. Thereafter, a predetermined number of wafers W, for example, in the same lot are similarly heat-treated. Further, during this heat treatment, the second cooling plate 82 is cooled by being placed on the first cooling plate 81, and is prepared for the cooling process of the heating plate 84 (FIG. 8). Then, the heat treatment for the last wafer W in this lot is completed (step S1 in FIG. 7), and this wafer W is carried out of the heat treatment apparatus via the cooling arm 5 (step S2).

続いて次ロットのウエハＷに対して熱処理を行うが、次ロットのウエハＷについてのプロセス温度が先のロットのウエハＷについてのプロセス温度よりも低い場合には、加熱板８４を次のようにして降温させる。
先ず、記憶部１１に格納されているレシピから次ロットのウエハＷに対する熱処理の設定温度Ｔ２を読み出し、この加熱板８４の設定温度Ｔ２が次ロットのウエハＷの加熱温度となるように、ヒータ８４１の出力制御を行う（ステップＳ３）。この場合、加熱板８４を降温させるためヒータ８４１の出力はゼロとなるが、加熱板８４はこのままではその熱容量により速やかには降温しない。そこで、エアー供給機構８３３から支持部材８３１の凹部８３５における気密空間８３６内に圧縮空気を送ってダイヤフラム８３２を上側に突出させ、これにより、既述のように、事前に冷却してある第２の冷却プレート８２を上昇させて、加熱板８４に接触させる（ステップＳ４及び図９）。こうすることで、加熱板８４の温度（温度検出部８４２による温度検出値）は急速に低下（降温）する。加熱板８４の温度が設定温度近傍であるしきい値Ｔ１に到達すると、冷却用昇降機構８３の一部である支持部材８３１の凹部８３５における気密空間８３６内を負圧にしてダイヤフラム８３２を下方に突出するように反転させ、これにより、第２の冷却プレート８２を下降させる。下降させた第２の冷却プレート８２は、第１の冷却プレート８１上に載置され、当該第１の冷却プレート８１により、次の冷却工程に備えて冷却される（ステップＳ５及び図１０）。なお、加熱板８４を例えば１２０℃から１００℃に降温する場合、１０３℃をしきい値Ｔ１とする。 Subsequently, heat treatment is performed on the wafer W of the next lot. When the process temperature for the wafer W of the next lot is lower than the process temperature of the wafer W of the previous lot, the heating plate 84 is set as follows. To lower the temperature.
First, the set temperature T2 of the heat treatment for the wafer W of the next lot is read from the recipe stored in the storage unit 11, and the heater 841 is set so that the set temperature T2 of the heating plate 84 becomes the heating temperature of the wafer W of the next lot. Is controlled (step S3). In this case, since the temperature of the heating plate 84 is lowered, the output of the heater 841 becomes zero, but the heating plate 84 does not fall quickly due to its heat capacity. Therefore, compressed air is sent from the air supply mechanism 833 into the airtight space 836 in the concave portion 835 of the support member 831 to cause the diaphragm 832 to protrude upward, whereby the second cooled in advance as described above. The cooling plate 82 is raised and brought into contact with the heating plate 84 (step S4 and FIG. 9). By so doing, the temperature of the heating plate 84 (temperature detection value by the temperature detection unit 842) rapidly decreases (decreases temperature). When the temperature of the heating plate 84 reaches a threshold value T1 that is close to the set temperature, the inside of the airtight space 836 in the concave portion 835 of the support member 831 that is a part of the cooling elevating mechanism 83 is made negative, and the diaphragm 832 is moved downward. It reverses so that it may protrude, and, thereby, the 2nd cooling plate 82 is dropped. The lowered second cooling plate 82 is placed on the first cooling plate 81, and is cooled by the first cooling plate 81 in preparation for the next cooling step (step S5 and FIG. 10). When the temperature of the heating plate 84 is lowered from 120 ° C. to 100 ° C., for example, 103 ° C. is set as the threshold value T1.

更にまた、ガス供給源９３から冷却機構９４を介して冷却された冷却ガスを冷却ガス通流領域Ｇへ供給する。これにより、冷却ガスが、加熱板８４下面に吹き付けられて冷却ガス通流領域Ｇを通流し加熱板８４から熱を奪って、冷却ガス排出孔９１を通って第１の冷却プレート８１の下方に排出される（ステップＳ６及び図１１）。排出された冷却ガスは、第２のガス排出口８５及び第１のガス排出口７２を通って下方領域３ｂに流入し、排気管１０４を介して排気路２に排気される。こうして第２の冷却プレート８２による加熱板８４の冷却に替えて冷却ガスによる冷却が行われる。そして、加熱板８４の温度が設定温度Ｔ２に到達した時点で、冷却ガスの吹き付けを停止し、冷却工程を終了する（ステップＳ７）。図１２は、加熱板８４の温度推移のプロファイルを示す図であり、この図から分かるように加熱板８４の温度は第２の冷却プレート８２により急激に降温し、次いで冷却ガスによる冷却に切り替わった後は、緩やかに降温してオーバーシュートが抑えられた状態で設定温度Ｔ２になる。以後、加熱板８４はヒータ８４１により設定温度Ｔ２に維持されるように温度制御され、次ロットのウエハＷを先のロットのウエハＷと同様にして熱処理装置内に搬入し、熱処理が行われる（ステップＳ８及びステップＳ９）。   Furthermore, the cooling gas cooled from the gas supply source 93 via the cooling mechanism 94 is supplied to the cooling gas flow region G. As a result, the cooling gas is blown to the lower surface of the heating plate 84 and flows through the cooling gas flow region G to remove heat from the heating plate 84, and passes through the cooling gas discharge hole 91 and below the first cooling plate 81. It is discharged (step S6 and FIG. 11). The discharged cooling gas flows into the lower region 3 b through the second gas discharge port 85 and the first gas discharge port 72, and is exhausted to the exhaust path 2 through the exhaust pipe 104. Thus, cooling with the cooling gas is performed in place of the cooling of the heating plate 84 by the second cooling plate 82. Then, when the temperature of the heating plate 84 reaches the set temperature T2, the cooling gas spraying is stopped and the cooling process is ended (step S7). FIG. 12 is a diagram showing a profile of the temperature transition of the heating plate 84. As can be seen from this figure, the temperature of the heating plate 84 is suddenly lowered by the second cooling plate 82 and then switched to cooling by the cooling gas. Thereafter, the temperature reaches a set temperature T2 in a state where the temperature is gradually lowered and overshoot is suppressed. Thereafter, the temperature of the heating plate 84 is controlled by the heater 841 so as to be maintained at the set temperature T2, and the wafer W of the next lot is carried into the heat treatment apparatus in the same manner as the wafer W of the previous lot, and heat treatment is performed ( Step S8 and Step S9).

上述の実施の形態によれば、加熱板８４を一の設定温度Ｔ０からこれよりも低いほかの設定温度Ｔ２に整定するときに、予め冷却された熱抵抗の小さな材質例えば金属板からなる第２の冷却プレート８２を上昇させ加熱板８４に接触させているため、加熱板８４を速やかに冷却させることができる。そのため、加熱板８４が降温するまでの温度整定時間（待ち時間）が短く、スループットの向上に寄与する。また、上述の実施形態では、第２の冷却プレート８２におけるヒータ８４１のパターンに対応する位置には凹部８２２を設けており、第２の冷却プレート８２とヒータ８４１とが接触することはないため、ヒータ８４１が損傷することはない。   According to the above-described embodiment, when the heating plate 84 is set from one set temperature T0 to another set temperature T2 lower than the set temperature T0, the second material made of a material having a low thermal resistance, such as a metal plate, which has been cooled in advance. Since the cooling plate 82 is raised and brought into contact with the heating plate 84, the heating plate 84 can be quickly cooled. Therefore, the temperature settling time (waiting time) until the heating plate 84 falls is short, which contributes to the improvement of throughput. In the above-described embodiment, the concave portion 822 is provided at a position corresponding to the pattern of the heater 841 in the second cooling plate 82, and the second cooling plate 82 and the heater 841 do not come into contact with each other. The heater 841 is not damaged.

また、加熱板８４を急速に降温させることができる第２の冷却プレート８２による冷却工程と緩やかに降温させる冷却ガスによる冷却工程とを分けることにより、冷却工程における加熱板８４の温度のオーバーシュートを防止することができる。
そして、冷媒通流部８８を備えた冷却部である第１のプレート８１と冷却位置と待機位置の間を何度も移動する冷却部材である第２のプレート８２とを別々に分けて設けることにより、冷媒通流部８８が動くことがないため、冷媒通流部８８に接続している配管の劣化や損傷が抑えられる。 In addition, by separating the cooling process by the second cooling plate 82 that can rapidly lower the temperature of the heating plate 84 and the cooling process by the cooling gas that gradually decreases the temperature, the overshoot of the temperature of the heating plate 84 in the cooling process can be reduced. Can be prevented.
And the 1st plate 81 which is a cooling part provided with the refrigerant | coolant flow part 88, and the 2nd plate 82 which is a cooling member which moves many times between a cooling position and a standby position are provided separately. Therefore, the refrigerant flow part 88 does not move, so that deterioration and damage of the pipe connected to the refrigerant flow part 88 can be suppressed.

なお、本発明の実施形態における冷却用昇降機構８３は、エアシリンダー機構、ボールネジ機構などであってもよい。
また、本熱処理装置の加熱ユニット６における換気機構は、冷却アーム５と加熱ユニット６との間に送気機構が設けられて、この送気機構から加熱ユニット６に向けてエアが供給され、加熱ユニット６に対して送気機構と反対側にあり排気路２に接続された排気機構によりこのエアは排気される構成であってもよい。
更にまた、本発明の実施形態における冷却ガス供給は、冷却プレート８２による冷却と並行して行ってもよい。 Note that the cooling elevating mechanism 83 in the embodiment of the present invention may be an air cylinder mechanism, a ball screw mechanism, or the like.
Further, the ventilation mechanism in the heating unit 6 of the present heat treatment apparatus is provided with an air supply mechanism between the cooling arm 5 and the heating unit 6, and air is supplied from the air supply mechanism toward the heating unit 6 for heating. This air may be exhausted by an exhaust mechanism connected to the exhaust passage 2 on the opposite side of the air supply mechanism with respect to the unit 6.
Furthermore, the cooling gas supply in the embodiment of the present invention may be performed in parallel with the cooling by the cooling plate 82.

次に、本発明の第２の実施形態について、図１３〜図１６を用いて説明する。この実施形態においては、図１３に示すように、支持ピン４７ｂの支持板を冷却部材である第２の冷却プレート８２として使用している。この第２の冷却プレート８２は、例えばモータ４９１、昇降軸４９２を含む昇降機構４９ｂにより、待機位置（図１４）、ウエハＷの受け渡し位置（図１５）及び冷却位置（図１６）に移動可能となっている。ここでいう待機位置とは、ウエハＷの熱処理中に第２の冷却プレート８２を冷却するために第１の冷却プレート８１に接触する位置である。ウエハＷの受け渡し位置とは、冷却アーム５の溝の中を支持ピン４７ｂが通過してウエハＷを突き上げているときの位置である。また冷却位置とは、第２の冷却プレート８２である支持板４７１の上面が加熱板８４の下面に接触し、加熱板８４を冷却することができる位置である。その他の構造及び加熱板８４の冷却工程のシーケンスに関しては、第１の実施形態と同様であるが、加熱板８４と待機位置にある第２の冷却プレート８２との間の離間寸法は、第１の実施形態の場合よりも大きく設定されている。
このような実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて、支持ピン４７ｂの昇降機構と第２の冷却プレート８２の昇降機構とを兼用できるので、構成が簡素化できる利点がある。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, as shown in FIG. 13, the support plate of the support pin 47b is used as the second cooling plate 82 which is a cooling member. The second cooling plate 82 can be moved to a standby position (FIG. 14), a wafer W transfer position (FIG. 15), and a cooling position (FIG. 16) by an elevating mechanism 49b including a motor 491 and an elevating shaft 492, for example. It has become. The standby position referred to here is a position that contacts the first cooling plate 81 in order to cool the second cooling plate 82 during the heat treatment of the wafer W. The delivery position of the wafer W is a position when the support pins 47b pass through the groove of the cooling arm 5 and push up the wafer W. The cooling position is a position where the upper surface of the support plate 471 which is the second cooling plate 82 can contact the lower surface of the heating plate 84 and the heating plate 84 can be cooled. The other structures and the sequence of the cooling process of the heating plate 84 are the same as those in the first embodiment, but the separation dimension between the heating plate 84 and the second cooling plate 82 in the standby position is the first. It is set larger than the case of the embodiment.
According to such an embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, since the lifting mechanism of the support pin 47b and the lifting mechanism of the second cooling plate 82 can be used together, there is an advantage that the configuration can be simplified. .

本発明の第３の実施形態について、図１７〜図１９を用いて説明する。この実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図１７に示すように、昇降自在な第２の冷却プレート８２に冷却機構例えば冷媒通流部８８を設け、第１の冷却プレート８１側には冷媒通流部８８を設けていない点が第１の実施形態と異なる。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。冷媒通流部８８は冷却アーム５の冷媒流路の出口と図示しない配管で接続されており、冷媒通流部８８には冷却アーム５の冷媒流路を通ってきた冷媒が通流される。よって、第２の冷却プレート８２は、ウエハＷの熱処理中には、図１８に示すように、待機位置にて当該第２の冷却プレート８２を冷媒通流部８８により冷却しながら待機し、また、図１９に示すように、冷却用昇降機構８３により、加熱板８４に接触することで加熱板８４を冷却する。第２の冷却プレート８２による冷却の後に冷却ガスにより冷却を行うシーケンスに関しては、第１の実施形態と同様である。この実施形態においても、加熱板８４の温度を速やかに降温させることができる。なお、第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせた実施形態、即ち支持ピン４７ｂの支持板に冷媒通流部８８を設ける構成としてもよい。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment differs from the first embodiment in that, as shown in FIG. 17, a cooling mechanism, for example, a refrigerant flow part 88 is provided on the second cooling plate 82 that can be raised and lowered, and the first cooling plate 81 side is provided. Is different from the first embodiment in that the refrigerant flow portion 88 is not provided. About another structure, it is the same as 1st Embodiment. The refrigerant flow part 88 is connected to the outlet of the refrigerant flow path of the cooling arm 5 by a pipe (not shown), and the refrigerant flowing through the refrigerant flow path of the cooling arm 5 flows through the refrigerant flow part 88. Therefore, during the heat treatment of the wafer W, the second cooling plate 82 waits while cooling the second cooling plate 82 by the refrigerant flow portion 88 at the standby position, as shown in FIG. 19, the heating plate 84 is cooled by being brought into contact with the heating plate 84 by the cooling elevating mechanism 83. The sequence for cooling with the cooling gas after the cooling by the second cooling plate 82 is the same as in the first embodiment. Also in this embodiment, the temperature of the heating plate 84 can be quickly lowered. In addition, it is good also as a structure which provides the refrigerant | coolant flow part 88 in embodiment which combined 2nd Embodiment and 3rd Embodiment, ie, the support plate of the support pin 47b.

本発明の第４の実施形態について、図２０〜図２２を用いて説明する。この実施形態においては、図２０に示すように、冷却アーム５の下面側に加熱板８４と略同じ大きさの第３の冷却プレート８９が設けられている。この第３の冷却プレート８９は、冷却アーム５を支持する脚部５１に取り付けた昇降機構８９１により昇降軸８９２を介して、冷却アーム５に接触する待機位置と加熱板８４に接触する冷却位置との間で昇降するように構成されている。この例では、第３の冷却プレート８９は、ウエハＷの熱処理中には、待機位置である冷却アーム５の下面に接触して当該冷却アーム５により冷却されている。このとき、冷却アーム５は加熱ユニット６の外で待機している。そして、ウエハＷに対する熱処理が終わりウエハＷを熱処理装置の外に搬出した後、図２１に示すように、冷却アーム５が加熱ユニット６内に進入し、図２２に示すように、冷却用昇降機構８３により、加熱板８４の上面に第３の冷却プレート８９を接触させることで加熱板８４を冷却する。その他の構造や冷却工程のシーケンスに関しては、第１の実施形態と同様である。この実施形態においても、加熱板８４の温度を速やかに降温できる効果に加えて、加熱板８４を冷却する冷却機構として冷却アームの冷却機構（冷媒通流部）を利用しているので、加熱板８４のための冷却機構を特別に用意しなくても済むという利点がある。   A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, as shown in FIG. 20, a third cooling plate 89 having substantially the same size as the heating plate 84 is provided on the lower surface side of the cooling arm 5. The third cooling plate 89 includes a standby position in contact with the cooling arm 5 and a cooling position in contact with the heating plate 84 via the lifting shaft 892 by the lifting mechanism 891 attached to the leg portion 51 that supports the cooling arm 5. It is comprised so that it may raise / lower between. In this example, the third cooling plate 89 is in contact with the lower surface of the cooling arm 5 that is the standby position and is cooled by the cooling arm 5 during the heat treatment of the wafer W. At this time, the cooling arm 5 stands by outside the heating unit 6. Then, after the heat treatment on the wafer W is finished and the wafer W is carried out of the heat treatment apparatus, the cooling arm 5 enters the heating unit 6 as shown in FIG. 21, and as shown in FIG. In step 83, the third cooling plate 89 is brought into contact with the upper surface of the heating plate 84 to cool the heating plate 84. Other structures and the cooling process sequence are the same as those in the first embodiment. Also in this embodiment, in addition to the effect that the temperature of the heating plate 84 can be quickly lowered, the cooling mechanism (refrigerant flow portion) of the cooling arm is used as a cooling mechanism for cooling the heating plate 84. There is an advantage that it is not necessary to prepare a cooling mechanism for 84.

第５の実施形態について、図２３〜図２５を用いて説明する。この実施形態においては、図２３に示すように、冷却アーム５が当該冷却アーム５の脚部５１に設けられた昇降機構５１１により昇降自在となっている。そして、加熱板８４の冷却の際には、冷却アーム５が加熱ユニット６内に進入し（図２４）、冷却アーム昇降機構５１１により冷却アーム５を降下させ冷却アーム５の下面と加熱板８４の上面とを接触させることにより、加熱板８４を冷却する（図２５）。その他の構造や冷却工程のシーケンスに関しては、第１の実施形態と同様である。   A fifth embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, as shown in FIG. 23, the cooling arm 5 can be moved up and down by an elevating mechanism 511 provided on the leg portion 51 of the cooling arm 5. When the heating plate 84 is cooled, the cooling arm 5 enters the heating unit 6 (FIG. 24), and the cooling arm lifting mechanism 511 lowers the cooling arm 5 to lower the lower surface of the cooling arm 5 and the heating plate 84. The heating plate 84 is cooled by bringing it into contact with the upper surface (FIG. 25). Other structures and the cooling process sequence are the same as those in the first embodiment.

上述の実施形態では、加熱板８４の冷却において、冷却部材である第２の冷却プレート８２を加熱板８４に接触させていたが、第２の冷却プレート８２と加熱板８４との間隔が例えば０．５ｍｍ以内になるように近接させることで冷却を行ってもよい。また、冷却部材（例えば第２の冷却プレート８２）と冷却ガスとを併用して加熱板８４を冷却する場合、第２の冷却プレート８２を加熱板８４に接触させた状態で冷却ガスを冷却ガス通流領域Ｇに通流させ、加熱板８４の温度が既述のしきい値Ｔ１以下になったときに、冷却ガスのみで加熱板８４を冷却するようにしてもよい。あるいは、第２の冷却プレート８２と冷却ガスとにより、加熱板８４を設定温度Ｔ２まで降温させてもよい。また、本発明では、冷却ガスを用いなくてもよい。
本発明は、冷却アーム５を備えていない熱処理装置であってもよく、この場合、外部の基板搬送機構により加熱板８４との間で基板Ｗの受け渡しが行われる。 In the above embodiment, in cooling the heating plate 84, the second cooling plate 82, which is a cooling member, is brought into contact with the heating plate 84. However, the interval between the second cooling plate 82 and the heating plate 84 is, for example, 0. Cooling may be performed by bringing them close to each other within 5 mm. Further, when the heating plate 84 is cooled by using a cooling member (for example, the second cooling plate 82) and the cooling gas in combination, the cooling gas is cooled with the second cooling plate 82 in contact with the heating plate 84. When the temperature of the heating plate 84 becomes equal to or lower than the above-described threshold value T1, the heating plate 84 may be cooled only by the cooling gas. Alternatively, the heating plate 84 may be lowered to the set temperature T2 by the second cooling plate 82 and the cooling gas. In the present invention, the cooling gas may not be used.
The present invention may be a heat treatment apparatus that does not include the cooling arm 5. In this case, the substrate W is transferred to and from the heating plate 84 by an external substrate transport mechanism.

Ｗ ウエハ
１ 熱処理装置の筐体
２ 排気路
３ａ 熱処理装置の上方領域
３ｂ 熱処理装置の下方領域
４５ 筐体側面の開口部
４７ａ、４７ｂ
支持ピン
４９ａ、４９ｂ
支持ピン昇降機構
５ 冷却アーム
５１ 冷却アームの脚部
６ 加熱ユニット
６２ 蓋体
７ 区画板
７２ 第１のガス排出口
８０ サポートリング
８１ 第１の冷却プレート
８２ 第２の冷却プレート
８３ 冷却用昇降機構
８４ 加熱板
８５ 第２のガス排出口
８４１ ヒータ
８４２ 温度検出部
８８ 冷媒通流部
９０ 冷却ガス供給管
９１ 第２の冷却プレートにおける開口部
９６ 第１の冷却プレートにおける開口部
９７ 冷却ガス排出孔
１０ 制御部
１１ 記憶部 W Wafer 1 Case 2 of heat treatment apparatus 2 Exhaust passage 3a Upper area 3b of heat treatment apparatus Lower area 45 of heat treatment apparatus 45 Openings 47a and 47b on side surfaces of the case
Support pins 49a, 49b
Support pin lifting mechanism 5 Cooling arm 51 Leg 6 of cooling arm Heating unit 62 Lid 7 Partition plate 72 First gas discharge port 80 Support ring 81 First cooling plate 82 Second cooling plate 83 Cooling lifting mechanism 84 Heating plate 85 Second gas discharge port 841 Heater 842 Temperature detection unit 88 Refrigerant flow unit 90 Cooling gas supply pipe 91 Opening part 96 in second cooling plate 97 Opening part 97 in first cooling plate Cooling gas discharge hole 10 Control Part 11 Storage part

Claims (13)

基板を加熱板に載置して熱処理を行うための熱処理装置において、
前記加熱板に接触あるいは近接することにより当該加熱板を冷却するための冷却部材と、
この冷却部材を冷却するための冷却部と、
前記冷却部材を、待機位置と前記加熱板を冷却するための冷却位置との間で相対的に昇降させるための昇降機構と、
熱処理された前記基板が前記加熱板から搬出された後、当該加熱板を降温させるために前記冷却部材を前記冷却位置に設定するように前記昇降機構を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする熱処理装置。 In a heat treatment apparatus for performing heat treatment by placing a substrate on a heating plate,
A cooling member for cooling the heating plate by contacting or approaching the heating plate;
A cooling unit for cooling the cooling member;
An elevating mechanism for elevating and lowering the cooling member relatively between a standby position and a cooling position for cooling the heating plate;
A control unit that controls the elevating mechanism to set the cooling member at the cooling position in order to lower the temperature of the heating plate after the heat-treated substrate is carried out of the heating plate. A heat treatment device characterized. 前記加熱板の板面に冷却ガスを接触させるための冷却ガス供給部を備え、
前記制御部は、前記加熱板の温度が降温した後、前記冷却部材を冷却位置から離し、前記冷却ガスにより更に加熱板の温度を降温するように制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。 A cooling gas supply unit for bringing cooling gas into contact with the plate surface of the heating plate;
The control unit, after the temperature of the heating plate is lowered, separates the cooling member from a cooling position, and outputs a control signal so as to further lower the temperature of the heating plate by the cooling gas. The heat treatment apparatus according to 1. 前記冷却部は、前記冷却部材とは別個に設けられ、前記待機位置に位置している前記冷却部材に接触または近接して当該冷却部材を冷却するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱処理装置。   The cooling unit is provided separately from the cooling member, and is configured to cool the cooling member in contact with or close to the cooling member located at the standby position. Item 3. A heat treatment apparatus according to item 1 or 2. 前記冷却部材は、前記加熱板の下方側に設けられ、
この冷却部材には、加熱板の上方に基板を搬送する受け渡し機構との間で基板の受け渡しを行うために、加熱板を各々貫通し、当該加熱板の表面に対して突没する複数の支持部材が設けられ、
前記冷却部材は、前記支持部材が基板を支持するときには、加熱板から離れた位置に設定され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熱処理装置。 The cooling member is provided on the lower side of the heating plate,
The cooling member includes a plurality of supports that pass through the heating plate and project into and out of the surface of the heating plate in order to transfer the substrate to and from a transfer mechanism that transports the substrate above the heating plate. Members are provided,
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the cooling member is set at a position away from the heating plate when the support member supports the substrate. 前記加熱板は、下面に抵抗発熱体のパターンが形成され、前記冷却部材における加熱板側の冷却面には、前記パターンとの接触を避けるために当該パターンに対応した形状の凹部が形成されてい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熱処理装置。   The heating plate has a resistance heating element pattern formed on the lower surface, and a cooling surface on the heating plate side of the cooling member is formed with a concave portion corresponding to the pattern in order to avoid contact with the pattern. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the heat treatment apparatus is a heat treatment apparatus. 前記冷却部は、前記冷却部材に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the cooling unit is provided in the cooling member. 前記加熱板の上方位置と当該上方位置から横方向に離れた位置との間で移動し、基板を冷却するための基板冷却プレートを備え、
この基板冷却プレートは前記冷却部を兼用し、
前記冷却部材は、前記基板冷却プレートに接触する位置と加熱板を冷却する位置との間で昇降するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱処理装置。 A substrate cooling plate for moving between an upper position of the heating plate and a position laterally separated from the upper position and cooling the substrate;
This substrate cooling plate also serves as the cooling part,
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the cooling member is configured to move up and down between a position in contact with the substrate cooling plate and a position to cool the heating plate. 前記加熱板の上方位置と当該上方位置から横方向に離れた位置との間で移動し、基板を冷却するための基板冷却プレートを備え、
この基板冷却プレートが前記冷却部材を兼用し、横方向に移動する位置と加熱板を冷却する位置との間で昇降するように構成されている請求項１または２に記載の熱処理装置。 A substrate cooling plate for moving between an upper position of the heating plate and a position laterally separated from the upper position and cooling the substrate;
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the substrate cooling plate also serves as the cooling member and is configured to move up and down between a position where the substrate cooling plate moves in the lateral direction and a position where the heating plate is cooled. 前記冷却部は、外部との間で循環する冷媒が通る冷媒通流部を備えていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the cooling unit includes a refrigerant flow unit through which a refrigerant circulating between the cooling unit and the outside passes. 基板を加熱板に載置して熱処理を行う熱処理方法において、
冷却部により冷却部材を冷却する工程と、
次いで、熱処理された前記基板が前記加熱板から搬出された後、前記冷却部材を昇降機構により加熱板に接触あるいは近接する位置まで移動させることにより当該加熱板を冷却する工程と、
前記加熱板の温度が降温した後、前記冷却部材を前記昇降機構により冷却位置から移動させる工程と、を含むことを特徴とする熱処理方法。 In a heat treatment method of placing a substrate on a heating plate and performing a heat treatment,
A step of cooling the cooling member by the cooling unit;
Next, after the heat-treated substrate is unloaded from the heating plate, the step of cooling the heating plate by moving the cooling member to a position in contact with or close to the heating plate by an elevating mechanism;
And a step of moving the cooling member from the cooling position by the elevating mechanism after the temperature of the heating plate is lowered. 前記加熱板の温度が降温した後、前記冷却部材を冷却位置から離し、前記冷却ガスを加熱板の板面に接触させて更に加熱板の温度を降温する工程を含むことを特徴とする請求項１０記載の熱処理方法。   The method further comprises the step of, after the temperature of the heating plate is lowered, separating the cooling member from the cooling position, bringing the cooling gas into contact with the plate surface of the heating plate, and further lowering the temperature of the heating plate. The heat treatment method according to 10. 前記冷却部は、前記冷却部材とは別個に設けられ、前記待機位置に位置している前記冷却部材に接触または近接して当該冷却部材を冷却するように構成されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の熱処理方法。   The cooling unit is provided separately from the cooling member, and is configured to cool the cooling member in contact with or close to the cooling member located at the standby position. Item 13. A heat treatment method according to Item 11 or 12. 基板を加熱板に載置して熱処理を行うための熱処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶し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１０ないし１２のいずれか一つに記載された熱処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。 A storage medium storing a computer program used in a heat treatment apparatus for performing heat treatment by placing a substrate on a heating plate,
A storage medium characterized in that the computer program includes a set of steps so as to execute the heat treatment method according to any one of claims 10 to 12.
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