[发明专利]基板冷却装置、基板冷却方法及存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及基板冷却装置、基板冷却方法及存储介质。

背景技术

在形成抗蚀图案的涂敷、显影装置中设有对加热处理后的半导体晶圆(以下称作晶圆)进行冷却的被称作冷却板的晶圆冷却装置。该晶圆冷却装置例如在形成抗蚀层等涂敷膜之前对晶圆进行冷却(温度调节)，使晶圆为规定的温度。通过在该冷却之后进行涂敷膜形成处理，能够均匀性较高地对每个晶圆进行成膜。另外，通过在显影处理之前也由该晶圆冷却装置冷却晶圆，能够提高图案的线宽度的均匀性。

晶圆冷却装置包括用于载置晶圆的载置台，载置台表面利用所谓的冷机(chiller)来控制其温度。详细地说明，在各载置台上设有供利用共用的制冷机控制温度后的冷却水流通的循环通路，利用该冷却水来冷却载置台表面。由此，能够将载置于载置台的晶圆冷却。

但是，正谋求提高涂敷、显影装置的生产率，因此，对提高上述晶圆冷却装置的冷却速度进行了研究。但是，上述冷却水为了将载置于各载置台的晶圆冷却到冷却目标温度、例如23℃，其需要控制为与该目标温度相对应的温度。即，冷却水的冷却温度受上述冷却目标温度限制。因而，在涂敷、显影装置中设有多个晶圆冷却装置的情况下，即使载置于各载置台的晶圆的温度不同，也必须供给相同温度的冷却水，因此，存在难以急剧冷却晶圆的情况。还考虑了为了能够针对每个晶圆冷却装置独立地控制冷却水的温度而设置多个制冷机，分别对冷却水进行温度控制来提高生产率，但成本升高。

因此，除利用冷却水进行冷却之外，还研究了向载置台与载置的晶圆的背面之间供给冷却气体来冷却该晶圆，例如在专利文献1中公开了一种这样构成的基板冷却装置。但是，在这样同时使用冷却气体进行冷却的情况下，存在难以控制气体的流动而难以均匀性较高地冷却晶圆这样的问题。冷却气流的控制不充分，结果在晶圆的面内温度不均匀的状态下供给形成抗蚀层、各种膜的药液时，有可能导致在该晶圆的面内膜厚不均匀。另外，在该状态下供给显影液时，有可能导致在该晶圆的面内抗蚀图案的线宽度不同。

例如，在上述专利文献1中，在载置台上沿着基板的周向以线状形成突起，能够防止气流在基板的下表面偏向。但是，在这样设置突起的情况下，一般认为实际上气流被突起遮挡，冷却气体难以遍及该突起的内侧，难以均匀性较高地进行冷却。在专利文献2中还记载有向基板供给低于目标温度的冷却气体、之后使冷却气体成为目标温度而急速冷却基板的方法，但并未记载均匀性较高地冷却基板的方法。

专利文献1：日本特开平11-195599(段落0093，图19、图22)

专利文献2：日本特开平7-153749(段落0033，图5)

发明内容

本发明即是在这种情况下做成的，其目的在于提供能够均匀性较高地冷却基板的基板冷却装置、基板冷却方法以及包括实施该冷却方法的计算机程序的存储介质。

本发明的基板冷却装置的特征在于，包括：载置台，其包括用于载置基板的载置面；突起，其设置于上述载置面，用于支承上述基板的背面；制冷剂流路，其为了冷却上述载置面而设置于上述载置台，供制冷剂流通；气体喷出口，其在上述载置面的周缘部沿着周向设有多个，喷出用于冷却基板的冷却气体；气体吸引口，其设置在上述载置面的中央部，用于吸引上述冷却气体；槽，其设置于上述载置面，用于使冷却气体朝向基板的周向扩散。上述气体吸引口例如设有多个。

也可以在上述载置面的周缘部的周向上，替代设置多个上述气体喷出口而设置有多个气体吸引口，在上述载置面的中央部，替代设置上述气体吸引口而设置气体喷出口。上述槽例如呈以上述载置面的中心为中心的同心圆状设有多个。也可以是供给到上述制冷剂流路的制冷剂的温度被控制成低于供给到气体喷出口的冷却气体的温度，例如自上述气体喷出口供给到基板的冷却气体的流量小于由上述气体吸引口吸引的气体的流量。另外，也可以构成为，上述载置台构成基板输送机构的一部分，该载置台利用移动部件能够自由移动，也可以包括在上述载置面的周缘部凸起且用于支承基板的周缘部的台阶。

本发明的基板冷却方法的特征在于，包括以下工序：将基板载置在载置台的载置面上；将上述基板支承在设置于上述载置面的突起上；为了冷却上述载置面，使制冷剂在设置于上述载置台的制冷剂流路中流通；从在上述载置面的周缘部沿着周向设置的多个气体喷出口喷出用于冷却基板的冷却气体；自设置于上述载置面的中央部的气体吸引口吸引上述冷却气体；利用设置于上述载置面的槽，使冷却气体朝向基板的周向扩散。