特許 6088909 熱処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6088909

(24)【登録日】2017年2月10日

(45)【発行日】2017年3月1日

(54)【発明の名称】熱処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20170220BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20170220BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20170220BHJP

   F28D 19/04 20060101ALI20170220BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/02 Z

   H01L21/68 P

   H01L21/30 567

   F28D19/04 Z

【請求項の数】6

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-117767(P2013-117767)

(22)【出願日】2013年6月4日

(65)【公開番号】特開2014-236145(P2014-236145A)

(43)【公開日】2014年12月15日

【審査請求日】2015年12月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】506322684

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮセミコンダクターソリューションズ

(74)【代理人】

【識別番号】100093056

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100142930

【弁理士】

【氏名又は名称】戸高 弘幸

(74)【代理人】

【識別番号】100175020

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 知彦

(74)【代理人】

【識別番号】100180596

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 要

(72)【発明者】

【氏名】西 幸治

【審査官】 ▲高▼須 甲斐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２３８６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７９９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０１４６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１３５１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２９５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５１３２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｆ２８Ｄ １９／０４

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に熱処理を行う熱処理装置において、
基板を加熱する加熱プレートと、
加熱プレートから熱を受け取るための受動冷却プレートと、
加熱プレートから離れた位置に配置され、受動冷却プレートから熱を受け取るための能動冷却部と、
加熱プレートと受動冷却プレートとを熱的に接続するために加熱プレートと受動冷却プレートとを相対的に移動させ、受動冷却プレートと能動冷却部とを熱的に接続するために受動冷却プレートと能動冷却部とを相対的に移動させる駆動機構と、
能動冷却部および受動冷却プレートの双方と密着して能動冷却部と受動冷却プレートとを熱的に接続することができる熱伝導材と、
を備える熱処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の熱処理装置において、
熱伝導材は、弾性変形可能である熱処理装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の熱処理装置において、
能動冷却部は、略平坦な金属製の伝熱面を有し、
受動冷却プレートは、略平坦な金属製の伝熱面を有し、
熱伝導材の主たる材質は、樹脂またはゴムであり、
熱伝導材は、能動冷却部の伝熱面と受動冷却プレートの伝熱面とに同時に密着可能である熱処理装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれかに記載の熱処理装置において、
加熱プレートおよび能動冷却部はそれぞれ、所定の位置に固定されており、
駆動機構は、受動冷却プレートを移動することによって、受動冷却プレートと加熱プレートとを接近および離反させ、かつ、受動冷却プレートを移動することによって、受動冷却プレートと能動冷却部とを接近および離反させる熱処理装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれかに記載の熱処理装置において、
熱伝導材は、熱伝導シート、サーマルパッド、および、熱伝導グリースの少なくともいずれかである熱処理装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれかに記載の熱処理装置において、
能動冷却部に熱伝導材を吸着させる吸着機構を備えている
熱処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、プラズマディスプレイ用の基板、光ディスク用の基板、磁気ディスク用の基板、光磁気ディスク用の基板など（以下、単に基板と称する）に対して熱処理を行う熱処理装置および加熱プレート冷却方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の装置として、ベークプレートと、能動冷却プレートと、受動冷却プレートと、サーマルパッドと、エアシリンダと、を備える熱処理装置がある。ベークプレートは、ヒータ層を含む。ベークプレートは、基板を吸着可能である。能動冷却プレートは、ベークプレートの下方に設置される。受動冷却プレートは、ベークプレートと冷却プレートとの間に設けられる。エアシリンダは、受動冷却プレートを昇降させる。サーマルパッドは、ベークプレートの上面に設置されている。ベークプレートと受動冷却プレートとは、サーマルパッドを介して密着可能である。

【0003】

ベークプレートを冷却するときには、まず、エアシリンダが受動冷却プレートを能動冷却プレートに接触させる。これにより、受動冷却プレートを冷却する。続いて、エアシリンダが受動冷却プレートを上昇させる。受動冷却プレートはサーマルパッドを介してベークプレートと接触し、ベークプレートを冷却する。サーマルパッドによって、受動冷却プレートとベークプレートの密着性を高めることができ、ベークプレートを冷却するのに要する時間（以下、「冷却時間」という）を短縮できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２３８６９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

先行技術文献に記載のベークプレートは、いわゆる加熱プレートである。本発明は、加熱プレートを一層効率よく冷却することができる熱処理装置および加熱プレート冷却方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者は、加熱プレートを冷却するとき、加熱プレートの温度の経時変化を詳細に分析した。その結果、冷却の条件によっては、加熱プレートの面内における温度のばらつきが大きくなる場合があることを知見した。加熱プレートの面内における温度のばらつきが大きくなると、加熱プレートの全体の温度を目標温度に収束させることが困難となり、冷却時間が長くなる。

【0007】

ここで、冷却の条件とは、冷却前における加熱プレートの実際の温度や、加熱プレートを冷却すべき温度（目標温度）などである。

【0008】

このような知見に基づくこの発明は、次のような構成をとる。
すなわち、本発明は、基板に熱処理を行う熱処理装置において、基板を加熱する加熱プレートと、加熱プレートから熱を受け取るための受動冷却プレートと、加熱プレートから離れた位置に配置され、受動冷却プレートから熱を受け取るための能動冷却部と、加熱プレートと受動冷却プレートとを熱的に接続するために加熱プレートと受動冷却プレートとを相対的に移動させ、受動冷却プレートと能動冷却部とを熱的に接続するために受動冷却プレートと能動冷却部とを相対的に移動させる駆動機構と、能動冷却部および受動冷却プレートの双方と密着して能動冷却部と受動冷却プレートとを熱的に接続することができる熱伝導材と、を備える熱処理装置である。

【0009】

［作用・効果］本発明に係る熱処理装置によれば、加熱プレートは、基板を加熱することによって基板に熱処理を施す。駆動機構は、加熱プレートと受動冷却プレートとを相対的に移動させることにより、加熱プレートと受動冷却プレートとを熱的に接続することができる。また、駆動機構は、受動冷却プレートと能動冷却部とを相対的に移動させることにより、受動冷却プレートと能動冷却部とを熱的に接続することができる。

【0010】

加熱プレートと受動冷却プレートとを熱的に接続すると、加熱プレートから受動冷却プレートに熱を移動させることができる。すなわち、加熱プレートを冷却できる。受動冷却プレートと能動冷却部とを熱的に接続すると、受動冷却プレートから能動冷却部に熱を移動させることができる。すなわち、受動冷却プレートを冷却できる。

【0011】

ここで、受動冷却プレートと能動冷却部とは、熱伝導材を介して熱的に接続される。駆動機構が受動冷却プレートと能動冷却部とを相対的に移動させたとき、熱伝導材は受動冷却プレートおよび能動冷却部の双方と密着する。これにより、受動冷却プレートと能動冷却部との間における熱抵抗は小さくなり、位置による熱抵抗のばらつきも抑制できる。すなわち、受動冷却プレートと能動冷却部との間で熱が円滑に移動できる。よって、受動冷却プレートを効率よく冷却でき、かつ、受動冷却プレートの面内における温度がばらつくことを好適に防止できる。

【0012】

さらに、このような受動冷却プレートによって加熱プレートを冷却するので、加熱プレートを効率よく冷却でき、加熱プレートの面内における温度がばらつくことを好適に防止できる。

【0013】

なお、「熱的に接続する」とは、熱が実質的に移動できるように接続するという意味である。複数の物体が直接的に接触していない場合であっても、物体間で熱が実質的に移動できるときには、「熱的に接続する」に該当する。

【0014】

本発明において、熱伝導材は、弾性変形可能であることが好ましい。熱伝導材は、受動冷却プレートの表面形状、および、能動冷却部の表面形状に追従して弾性変形する。よって、熱伝導材は、受動冷却プレートおよび能動冷却部にそれぞれ好適に密着できる。

【0015】

本発明において、能動冷却部は、略平坦な金属製の伝熱面を有し、受動冷却プレートは、略平坦な金属製の伝熱面を有し、熱伝導材の主たる材質は、樹脂またはゴムであり、熱伝導材は、能動冷却部の伝熱面と受動冷却プレートの伝熱面とに同時に密着可能であることが好ましい。受動冷却プレートと能動冷却部とは、熱伝導材を介して熱的に面接触する。これにより、受動冷却プレートを一層効率よく冷却できるとともに、受動冷却プレートの温度がばらつくことを一層好適に防止できる。また、能動冷却部および受動冷却プレートの各伝熱面はそれぞれ金属製であるのに対し、熱伝導材の主たる材質は樹脂またはゴムである。このため、能動冷却部および受動冷却プレートの各伝熱面が微小な凹凸を有していても、熱伝導材は各伝熱面とそれぞれ好適に密着できる。

【0016】

本発明において、加熱プレートおよび能動冷却部はそれぞれ、所定の位置に固定されており、駆動機構は、受動冷却プレートを移動することによって、受動冷却プレートと加熱プレートとを接近および離反させ、かつ、受動冷却プレートを移動することによって、受動冷却プレートと能動冷却部とを接近および離反させることが好ましい。受動冷却プレートのみを移動させることによって、加熱プレートを冷却でき、かつ、受動冷却プレートを冷却できる。このように簡素な、かつ、可動部が少ない構造によって熱処理装置を実現できる。

【0017】

本発明において、熱伝導材は、熱伝導シート、サーマルパッド、および、熱伝導グリースの少なくともいずれかであることが好ましい。これによれば、熱伝導材は、能動冷却部および受動冷却プレートの双方と好適に密着できる。

【0018】

本発明において、能動冷却部に熱伝導材を吸着させる吸着機構を備えていることが好ましい。吸着機構を備えているので、熱伝導材を能動冷却部に一層好適に密着させることができる。

【0019】

また、本発明は、加熱プレート冷却方法において、受動冷却プレートを能動冷却部に熱的に接続することなく受動冷却プレートを加熱プレートに熱的に接続させて、加熱プレートを冷却する冷却過程と、受動冷却プレートを加熱プレートに熱的に接続することなく受動冷却プレートを能動冷却部に熱的に接続させて、受動冷却プレートを冷却する準備過程と、を備え、冷却過程を開始してから終了するまでの間に、準備過程を少なくとも１回以上行い、準備過程を行っているときは冷却過程を中断し、準備過程が終了すると冷却過程を再開する加熱プレート冷却方法である。

【0020】

［作用・効果］本発明に係る加熱プレート冷却方法によれば、冷却過程は、受動冷却プレートを冷却せずに、加熱プレートを冷却する。準備過程は、加熱プレートを冷却せずに、受動冷却プレートを冷却する。この準備過程を、冷却過程を開始した時から終了する時までの間に、１回以上実行する。準備過程を実行しているとき、冷却過程を中断するので、加熱プレートを冷却できない。しかし、冷却過程を再開すると加熱プレートを再び効率よく冷却できる。この結果、加熱プレートを冷却するのに要する冷却時間を却って短くすることができ、加熱プレートの全体的な冷却効率を高めることができる。

【0021】

本発明において、冷却過程を実行しているときに、単位時間当たりの加熱プレートの温度低下量である温度低下率が閾値以下であるか否かを判定する温度低下率監視過程と、を備え、温度低下率監視過程によって温度低下率が閾値以下であると判定されると、準備過程を行うことが好ましい。温度低下率監視過程を備えているので、冷却過程を中断するタイミングを適切に判定できる。

【0022】

また、本発明は、加熱プレート冷却方法において、冷却前の加熱プレートの初期温度と加熱プレートを冷却すべき目標温度との差である温度変更幅が、所定量以下であるか否かを判定する冷却条件判定過程と、受動冷却プレートを能動冷却部に熱的に接続することなく受動冷却プレートを加熱プレートに熱的に接続させて、加熱プレートを冷却する冷却過程と、受動冷却プレートを加熱プレートに熱的に接続することなく受動冷却プレートを能動冷却部に熱的に接続させて、受動冷却プレートを冷却する準備過程と、を備え、冷却条件判定過程によって温度変更幅が所定量以下であると判定された場合、冷却過程を開始してから終了するまでの間に準備過程を行うことを禁止し、冷却条件判定過程によって温度変更幅が所定量より大きいと判定された場合、冷却過程を開始してから終了するまでの間に準備過程を行うことを許容し、冷却過程を開始してから終了するまでの間に準備過程を行うときには、冷却過程を中断する加熱プレート冷却方法である。

【0023】

［作用・効果］本発明に係る加熱プレート冷却方法によれば、冷却過程に先立って冷却条件判定過程が温度変更幅の大きさを判定する。続いて、冷却過程を開始する。冷却過程は、受動冷却プレートを冷却せずに、加熱プレートを冷却する。ここで、温度変更幅が所定量以下であると判定された場合、準備過程の実行を禁止する。これにより、冷却過程は、中断することなく、終了する。他方、温度変更幅が所定量より大きいと判定された場合、準備過程の実行を許容する。準備過程は、加熱プレートを冷却せずに、受動冷却プレートを冷却する。準備過程を行うときには冷却過程を中断し、準備過程が終了すると冷却過程を再開する。このように、温度変更幅の大きさに応じて準備過程の実行を制限するので、温度変更幅が比較的に大きい場合であっても比較的に小さい場合であっても、加熱プレートの全体的な冷却効率を適切に高めることができる。

【0024】

本発明において、冷却過程を実行しているときに、単位時間当たりの加熱プレートの温度低下量である温度低下率が閾値以下であるか否かを判定する温度低下率監視過程と、を備え、冷却条件判定過程によって温度変更幅が所定量以下であると判定された場合にのみ温度低下率監視過程を実行し、温度低下率監視過程によって温度低下率が閾値以下であると判定されると、準備過程を行うことが好ましい。温度低下率監視過程を備えているので、準備過程を行うタイミングを適切に判定できる。

【0025】

本発明において、加熱プレートの温度が所定値以下であるか否かを判定する温度監視過程と、を備え、温度監視過程によって加熱プレートの温度が所定値以下であると判定されると、冷却過程を終了することが好ましい。温度監視過程を備えているので、冷却過程を終了するタイミングを好適に判定できる。

【0026】

本発明において、準備過程は、能動冷却部及び受動冷却プレートの双方に密着する熱伝導材を介して能動冷却部と受動冷却プレートとを熱的に接続させることが好ましい。準備過程において、熱伝導材は受動冷却プレートおよび能動冷却部の双方と密着する。これにより、受動冷却プレートと能動冷却部との間において熱が円滑に移動できる。このため、受動冷却プレートを効率よく冷却でき、かつ、受動冷却プレートの面内における温度がばらつくことを好適に防止できる。さらに、冷却過程を再開したとき、加熱プレートを効率よく冷却でき、かつ、加熱プレートの面内における温度がばらつくことを好適に防止できる。

【0027】

なお、本明細書は、次のような熱処理装置および加熱プレート冷却方法に係る発明も開示している。

【0028】

（１）受動冷却プレートと能動冷却部とを直接的に接触させずに受動冷却プレートと能動冷却部とを熱的に接続させることが好ましい。

【0029】

前記（１）に記載の発明によれば、受動冷却プレートと能動冷却部との間で移動する熱は全て、熱伝導材を通過する。よって、受動冷却プレートを一層適切に冷却できる。

【0030】

（２）駆動機構は、受動冷却プレートを能動冷却部に熱的に接続することなく加熱プレートと受動冷却プレートとを熱的に接続させることが好ましい。

【0031】

前記（２）に記載の発明によれば、加熱プレートの冷却時に受動冷却プレートを冷却しないので、加熱プレートを好適に冷却できる。

【0032】

（３）駆動機構は、受動冷却プレートを加熱プレートに熱的に接続することなく受動冷却プレートと能動冷却部とを熱的に接続させることが好ましい。

【0033】

前記（３）に記載の発明によれば、受動冷却プレートの冷却時に加熱プレートを冷却しないので、受動冷却プレートを好適に冷却できる。

【0034】

（４）加熱プレートと受動冷却プレートとは、それぞれ水平姿勢で設置され、加熱プレートの下方に受動冷却プレートが配置され、受動冷却プレートの下方に能動冷却部が配置され、受動冷却プレートは、受動冷却プレートの上面で加熱プレートと熱的に接続可能であり、かつ、受動冷却プレートの下面で能動冷却部と熱的に接続可能であることが好ましい。

【0035】

前記（４）に記載の発明によれば、簡素な構造で、熱処理装置を実現できる。また、加熱プレート、受動冷却プレートおよび能動冷却部が上下方向に並ぶので、熱処理装置の設置面積を小さくできる。

【0036】

（５）加熱プレートおよび能動冷却部はそれぞれ、所定の位置に固定されており、駆動機構は、受動冷却プレートを上下方向に移動させることが好ましい。

【0037】

前記（５）に記載の発明によれば、駆動機構が移動させる対象が受動冷却プレートのみである。また、駆動機構が受動冷却プレートを移動させる方向は上下方向のみである。よって、駆動機構の構造を簡素化できる。また、加熱プレートの冷却と受動冷却プレートの冷却を速やかに切り替えることができる。

【0038】

（６）受動冷却プレートと能動冷却部とが熱的に接続するとき、受動冷却プレートおよび能動冷却部によって、熱伝導材を圧縮変形させることが好ましい。

【0039】

前記（６）に記載の発明によれば、熱伝導材を受動冷却プレートおよび能動冷却部にそれぞれ好適に密着させることができる。

【0040】

（７）所定値は目標温度よりも大きいことが好ましい。

【0041】

前記（７）に記載の発明によれば、加熱プレートの温度が惰性で低下することや、加熱プレートの温度がオーバーシュートすることを利用して、加熱プレートの温度を目標温度に一層効率よく収束させることができる。

【発明の効果】

【0042】

この発明に係る熱処理装置および加熱プレート冷却方法によれば、加熱プレートを効率よく冷却できる。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】図１（ａ）、図１（ｂ）はそれぞれ、実施例１に係る熱処理装置の概略構成を示す側面図である。

【図2】実施例１に係る熱処理装置の概略構成を示す平面図である。

【図3】実施例１における加熱プレートを冷却する手順を示すフローチャートである。

【図4】加熱プレートの温度の経時変化を示すグラフである。

【図5】比較例に係る熱処理装置の概略構成を示す側面図である。

【図6】比較例における加熱プレートの温度の経時変化を示すグラフである。

【図7】実施例２に係る熱処理装置の概略構成を示す断面図である。

【図8】実施例２における加熱プレートを冷却する手順を示すフローチャートである。

【図9】実施例３における加熱プレートを冷却する手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【実施例1】

【0044】

以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。
図１（ａ）、図１（ｂ）はそれぞれ、実施例１に係る熱処理装置の概略構成を示す側面図である。図１（ａ）は、受動冷却プレート１７が準備位置にあるときを示し、図１（ｂ）は、受動冷却プレート１７が冷却位置にあるときを示す。図２は、実施例１に係る熱処理装置の概略構成を示す平面図である。なお、図２では、駆動機構１８等を省略している。

【0045】

以下の説明において、「基板」とは、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、プラズマディスプレイ用の基板、光ディスク用の基板、磁気ディスク用の基板、光磁気ディスク用の基板など（以下、単に基板と称する）をいう。

【0046】

熱処理装置１は、加熱プレート１１と、能動冷却部１３と、熱伝導シート１５と、受動冷却プレート１７と、駆動機構１８と、を備える。

【0047】

加熱プレート１１は、基板Ｗを加熱する。加熱プレート１１の外形は、基板Ｗよりやや大径の円盤形状である。加熱プレート１１は、水平姿勢で所定の位置に固定されている。加熱プレート１１は、上面Ａ１と下面Ａ２を有する。上面Ａ１および下面Ａ２はそれぞれ、略平坦である。上面Ａ１に基板Ｗが載置される。上面Ａ１は、加熱プレート１１が基板Ｗに熱を与えるための伝熱面である。下面Ａ２は、加熱プレート１１が受動冷却プレート１７に熱を渡すための伝熱面である。

【0048】

加熱プレート１１は、ヒータ（不図示）を備えている。ヒータが発熱することによって、加熱プレート１１自体が能動的に昇温可能である。

【0049】

能動冷却部１３は、加熱プレート１１から離れた位置に配置されている。本実施例では、能動冷却部１３は、加熱プレート１１の下方に配置されている。能動冷却部１３も固定的に設置されている。図２において能動冷却部１３が現れていないように、平面視で加熱プレート１１と能動冷却部１３とは重なっている。能動冷却部１３は、略平坦な上面Ｂを有する。上面Ｂは、能動冷却部１３が受動冷却プレート１７から熱を受け取るための伝熱面である。上面Ｂは金属で形成されている。

【0050】

能動冷却部１３は、水冷方式または空冷方式の熱交換器（不図示）を有している。能動冷却部１３自体が能動的に降温可能である。

【0051】

熱伝導シート１５は、能動冷却部１３の上面Ｂ上に載置されている。上面Ｂには熱伝導シート１５の裏面Ｃ２が直接的に面接触している。裏面Ｃ２とは反対側の熱伝導シート１５の面を表面Ｃ１と呼ぶ。熱伝導シート１５の厚みは、表面Ｃ１および裏面Ｃ２の寸法に比べて小さい。すなわち、熱伝導シート１５は扁平な形状（シート形状）を呈する。

【0052】

熱伝導シート１５は、熱伝導性に優れている（熱伝導率が大きい）。熱伝導シート１５は、放熱シートとも呼ばれる。熱伝導シート１５の主たる材質は、樹脂（合成樹脂を含む）やゴムであることが好ましい。たとえば、熱伝導シート１５が、樹脂またはゴムのみから構成されていてもよい。また、たとえば、熱伝導シート１５が、合成樹脂やゴム等に添加物やフィラーが配合された材質によって構成されていてもよい。添加物やフィラーとしては、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、黒鉛、銀、セラミックまたはダイヤモンド等が例示される。

【0053】

熱伝導シート１５は、弾性変形可能である。熱伝導シート１５は、能動冷却部１３の上面Ｂ（金属）に比べて弾性係数が小さく、比較的に柔軟である。熱伝導シート１５の表面Ｃ１および裏面Ｃ２はそれぞれ、局所的に凹凸変形可能である。換言すれば、熱伝導シート１５の表面Ｃ１および裏面Ｃ２はそれぞれ、部分的に厚み方向に圧縮変形可能である。

【0054】

熱伝導シート１５は、本発明における熱伝導材に相当する。

【0055】

受動冷却プレート１７は、加熱プレート１１から熱（熱エネルギー）を受け取り、能動冷却部１３に熱を渡す。受動冷却プレート１７は金属製である。金属としては、銅やアルミニウム等の伝熱性の良好な金属であることが好ましい。

【0056】

受動冷却プレート１７は、加熱プレート１１の下方であって、能動冷却部１３の上方に設置されている。図２において受動冷却プレート１７が現れていないように、平面視で加熱プレート１１と受動冷却プレート１７とは重なっている。受動冷却プレート１７は、加熱プレート１１と略同じ径を有する円盤形状である。受動冷却プレート１７は、水平姿勢で設置されている。

【0057】

受動冷却プレート１７は、上面Ｄ１と下面Ｄ２を有する。上面Ｄ１および下面Ｄ２はそれぞれ、略平坦である。受動冷却プレート１７の上面Ｄ１は、熱処理プレート１１の下面Ａ２と対向している。受動冷却プレート１７の下面Ｄ２は、熱伝導シート１５の表面Ｃ１と対向している。上面Ｄ１は、受動冷却プレート１７が加熱プレート１１から熱を受け取るための伝熱面である。下面Ｄ２は、受動冷却プレート１７が能動冷却部１３に熱を渡すための伝熱面である。

【0058】

駆動機構１８は、受動冷却プレート１７を上下方向に移動させる。これにより、受動冷却プレート１７と加熱プレート１１とは接近または離反する。また、受動冷却プレート１７と能動冷却部１３とは接近または離反する。そして、受動冷却プレート１７は、図１（ａ）に示す準備位置と、図１（ｂ）に示す冷却位置とに移動する。

【0059】

受動冷却プレート１７が準備位置に位置するとき、受動冷却プレート１７と能動冷却部１３とは直接的に接触せず、熱伝導シート１５を介して間接的に接続される。熱伝導シート１５は受動冷却プレート１７および能動冷却部１３と密着する。この熱伝導シート１５を介して、受動冷却プレート１７と能動冷却部１３との間で熱が実質的に移動できる。すなわち、受動冷却プレート１７と能動冷却部１３とが熱的に接続される。

【0060】

受動冷却プレート１７と能動冷却部１３とを熱的に接続するとき、受動冷却プレート１７と能動冷却部１３によって、熱伝導シート１５を圧縮変形させることが好ましい。熱伝導シート１５を圧縮変形させる際、受動冷却プレート１７の自重を利用して熱伝導シート１５を押し圧してもよい。

【0061】

受動冷却プレート１７が冷却位置に位置するとき、受動冷却プレート１７と加熱プレート１１とが直接的に接触する。これにより、加熱プレート１１と受動冷却プレート１７が熱的に接続される。

【0062】

なお、受動冷却プレート１７と能動冷却部１３とが熱的に接続されるとき、受動冷却プレート１７と加熱プレート１１とは熱的に接続されていない（絶縁されている）。また、受動冷却プレート１７と加熱プレート１１とが熱的に接続されるとき、受動冷却プレート１７と能動冷却部１３とは熱的に接続されていない。

【0063】

駆動機構１８としては、エアシリンダ等が例示される。

【0064】

次に、実施例に係る熱処理装置１の動作について説明する。以下では、まず、基板Ｗを加熱する処理を説明し、その後、加熱プレート１１を冷却する処理を説明する。

【0065】

＜基板Ｗを加熱する動作＞
駆動機構１８は、受動冷却プレート１７を加熱プレート１１から離す。この際、受動冷却プレート１７を準備位置に移動させてもよい。

【0066】

加熱プレート１１の上面Ａ１に基板Ｗを載置する。加熱プレート１１が有するヒータが発熱する。ヒータが発した熱は加熱プレート１１の上面Ａ１から基板Ｗに伝わる。このようにして、基板Ｗを加熱する。

【0067】

＜加熱プレート１１を冷却する動作＞
図３、図４を参照する。図３は、加熱プレート１１を冷却する手順を示すフローチャートである。図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、加熱プレート１１の温度の経時変化を示すグラフである。図４（ａ）、（ｂ）において、横軸は時間であり、縦軸は加熱プレート１１の温度である。図４（ａ）、（ｂ）ではそれぞれ、加熱プレート１１の上面Ａ１における位置ｅ１乃至ｅ６（図１参照）における各温度を示す。図４（ａ）、（ｂ）は、縦軸のレンジが異なるだけであり、同じ測定結果を示すグラフである。

【0068】

＜ステップＳ１＞ 冷却過程：時刻ｔ１〜時刻ｔ２
駆動機構１８は、時刻ｔ１において、受動冷却プレート１７を冷却位置に移動させる。受動冷却プレート１７は加熱プレート１１と熱的に接続する。加熱プレート１１から受動冷却プレート１７に熱が移動する。受動冷却プレート１７は加熱プレート１１の熱を受け取る。このようにして、受動冷却プレート１７によって加熱プレート１１を冷却する。この冷却過程では、能動冷却部１３によって受動冷却プレート１７を冷却しない。時刻ｔ１は、冷却過程を開始する時刻である。

【0069】

＜ステップＳ２＞ 準備過程：時刻ｔ２〜時刻ｔ３
駆動機構１８は、時刻ｔ２において、受動冷却プレート１７を冷却位置から準備位置に移動させる。熱伝導シート１５は能動冷却部１３のみならず受動冷却プレート１７と密着し、能動冷却部１３と受動冷却プレート１７とを熱的に接続する。受動冷却プレート１７から熱伝導シート１５を介して能動冷却部１３に熱が移動する。受動冷却プレート１７は能動冷却部１３に熱を渡す。このようにして、能動冷却部１３によって受動冷却プレート１７を冷却する。この準備過程では、受動冷却プレート１７によって加熱プレート１１を冷却しない。

【0070】

ここで、受動冷却プレート１７の下面Ｄ２の全体は熱伝導シート１５と密着しているので、受動冷却プレート１７と能動冷却部１３との間における熱抵抗は小さく、位置に応じた熱抵抗のばらつきも抑制されている。よって、受動冷却プレート１７の下面Ｄ２は等しく冷却され、下面Ｄ２における温度のばらつきが抑制される。この結果、受動冷却プレート１７の上面Ｄ１における温度も、略均一に降下する。

【0071】

時刻ｔ２は、冷却過程を中断する時刻である。図４に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間に比べて、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間では、加熱プレート１１の温度が比較的に緩やかに低下している。

【0072】

＜ステップＳ３＞ 冷却過程：時刻ｔ３〜時刻ｔ４
駆動機構１８は、時刻ｔ３において、受動冷却プレート１７を準備位置から冷却位置に移動させる。再び、受動冷却プレート１７によって加熱プレート１１を冷却する。時刻ｔ３は、冷却過程を再開する時刻である。図４に示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間に比べて、時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間では、加熱プレート１１の温度が比較的に急峻に低下している。

【0073】

上述したように、受動冷却プレート１７の上面Ｄ１における温度のばらつきが小さいので、加熱プレート１１の下面Ａ２は等しく冷却され、加熱プレート１１の下面Ａ２における温度は、ばらつきにくい。この結果、加熱プレート１１の上面Ａ１における温度も略均一に降下する。時刻ｔ３は、冷却過程を再開する時刻である。

【0074】

＜ステップＳ４＞ 準備過程：時刻ｔ４〜時刻ｔ５
駆動機構１８は、時刻ｔ４において、受動冷却プレート１７を冷却位置から準備位置に移動させる。再び、能動冷却部１３によって受動冷却プレート１７を冷却する。時刻ｔ４は、冷却過程を中断する時刻である。

【0075】

＜ステップＳ５＞ 冷却過程：時刻ｔ５〜時刻ｔ６
駆動機構１８は、時刻ｔ５において、受動冷却プレート１７を準備位置から冷却位置に移動させる。再び、受動冷却プレート１７によって加熱プレート１１を冷却する。時刻ｔ５は、冷却過程を再開する時刻である。

【0076】

そして、加熱プレート１１の温度が目標温度に収束すると、冷却過程を終了する。時刻ｔ６は、冷却過程を終了する時刻である。図４に示すように、時刻ｔ６における加熱プレート１１の各温度はそれぞれ、目標温度（例えば、８０［℃］）に収束している。

【0077】

ここで、本実施例１を比較例と比較する。図５は、比較例に係る熱処理装置１０１の概略構成を示す側面図である。

【0078】

図５に示すように、比較例に係る熱処理装置１０１は、本実施例の熱処理装置１から熱伝導シート１５を省略した装置である。すなわち、熱処理装置１０１は、加熱プレート１１１と能動冷却部１１３と受動冷却プレート１１７と駆動機構１１８とを備えている。図５に示すように受動冷却プレート１１７が準備位置に位置するとき、受動冷却プレート１１７は能動冷却部１１３と直接的に接触する。

【0079】

図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、比較例における加熱プレート１１１の温度の経時変化を示すグラフである。図６（ａ）、（ｂ）において、横軸は時間であり、縦軸は温度である。図６（ａ）、（ｂ）では、図４と同様に、加熱プレート１１１の上面Ａ１における６箇所の位置における各温度を示す。

【0080】

図示するように、比較例では各温度の曲線同士の間隔が比較的に大きいのに対し、実施例１では各温度の曲線同士の間隔が比較的に小さい。すなわち、比較例に比べて、実施例１では、位置による温度のばらつきが小さい。また、比較例における時刻ｔ１１から時刻ｔ１６までの期間は比較的に長いのに対し、実施例１における時刻ｔ１から時刻ｔ６までの期間は比較的に短い。すなわち、比較例に比べて、実施例１によれば、より短い時間で加熱プレート１１の全体を目標温度に収束させることができる。つまり、加熱プレート１１を冷却するのに要する時間を短縮できる。

【0081】

このように、本実施例１によれば、能動冷却部１３と受動冷却プレート１７の間を熱伝導シート１５によって熱的に接続するので、受動冷却プレート１７を効率よく冷却できる。そして、このような受動冷却プレート１７によって加熱プレート１１を冷却するので、加熱プレート１１を効率よく冷却できる。

【0082】

また、熱伝導シート１５によって、受動冷却プレート１７の面内Ｄ１、Ｄ２における温度がばらつくことを好適に抑制できる。そして、このような受動冷却プレート１７によって加熱プレート１１を冷却するので、加熱プレート１１の面内Ａ１、Ａ２における温度がばらつくことを好適に抑制できる。この結果、加熱プレート１１の全体を目標温度に速やかに収束させることができる。

【0083】

また、熱伝導シート１５は弾性変形可能であるので、能動冷却部１３の上面Ｂに微小な凹凸が存在しても、熱伝導シート１５は能動冷却部１３と隙間無く密着できる。同様に、熱伝導シート１５は、受動冷却プレート１７とも好適に密着できる。よって、受動冷却プレート１７をより一層効率良く冷却できるとともに、加熱プレート１１をより一層効率良く冷却できる。さらに、能動冷却部１３の上面Ｂや受動冷却プレート１７の下面Ｄ２をそれぞれ、支障なく金属で形成できる。

【0084】

また、受動冷却プレート１７と能動冷却部１３とを熱的に接続するとき、受動冷却プレート１７および能動冷却部１３によって熱伝導シート１５を圧縮変形させる。このため、熱伝導シート１５を受動冷却プレート１７および能動冷却部１３にそれぞれ好適に密着させることができる。

【0085】

また、受動冷却プレート１７と熱伝導シート１５とは、面接触する。また、熱伝導シート１５と能動冷却部１３とは、面接触する。よって、受動冷却プレート１７を一層効率良く冷却できる。また、受動冷却プレート１７の面内において温度がばらつくことを好適に抑制できる。

【0086】

また、冷却過程を開始した時刻ｔ１から冷却過程を終了する時刻ｔ６までの間に、準備過程を、１回以上実行する。準備過程を実行しているときには冷却過程を中断するので加熱プレート１１を冷却できない。しかしながら、再開後の冷却過程では、再び加熱プレート１１を効率よく冷却できる。この結果、加熱プレート１１を冷却するのに要する時間を却って短くすることができる。すなわち、加熱プレート１１の全体的な冷却効率を高めることができる。

【0087】

また、加熱プレート１１、受動冷却プレート１７および能動冷却部１３が上下方向に並ぶように配置されているので、熱処理装置１の設置面積を小さくできる。また、加熱プレート１１および受動冷却プレート１７はそれぞれ水平姿勢で設置されており、受動冷却プレート１７の上面Ｄ１が加熱プレート１１と熱的に接続可能であり、受動冷却プレート１７の下面Ｄ２が能動冷却部１３と熱的に接続可能である。このため、受動冷却プレート１７の姿勢は水平姿勢のまま一定であり、受動冷却プレート１７の姿勢を変更するための機構を要しない。よって、熱処理装置１の構造を簡素化できる。

【0088】

また、加熱プレート１１および能動冷却部１３はそれぞれ、所定位置に固定されており、駆動機構１８が移動させる対象は受動冷却プレート１７のみである。このように可動部が少ないので、駆動機構１８の構造を簡素化できる。

【0089】

さらに、受動冷却プレート１７の移動方向は上下方向のみである。よって、駆動機構１８を一層簡素化できる。また、加熱プレート１１の冷却と受動冷却プレート１７の冷却を容易かつ円滑に切り替えることができる。

【実施例2】

【0090】

以下、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。図７は、実施例２に係る熱処理装置２の概略構成を示す断面図である。なお、以下では、実施例２と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。

【0091】

加熱プレート１１は、表側プレート２１と、裏側プレート２２と、支持部材２３と、ヒータ２５と、温度センサ２７と内部通路Ｆを備えている。

【0092】

表側プレート２１および裏側プレート２２はいずれも金属製である。金属としては、例えば銅やアルミニウム等が好ましい。表側プレート２１と裏側プレート２２は、加熱プレート１１のプレート本体に相当する。

【0093】

支持部材２３は、基板Ｗを直接的に支持し、加熱プレート１１の上面Ａ１と基板Ｗとの間に僅かな隙間（空間）Ｇを形成する。この隙間Ｇを通じて加熱プレート１１から基板Ｗに熱が伝達される。支持部材２３は、表側プレート２１に固定されている。支持部材２３は、例えば、球形状を有する。加熱プレート１１の上面Ａ１は、表側プレート２１の上面と支持部材２３とによって形成されている。ちなみに、加熱プレート１１の下面Ａ２は、裏側プレート２２によって形成されている。

【0094】

ヒータ２５は、表側プレート２１と裏側プレート２２との間に設置され、熱を発する。ヒータ２５の熱は、表側プレート２１によって基板Ｗに伝達される。

【0095】

本実施例では、ヒータ２５は、複数の分割ヒータ２５ａを備える。加熱プレート１１を区画する複数のゾーンのそれぞれに分割ヒータ２５ａが配置されている。各分割ヒータ２５ａはそれぞれ別個独立に発熱可能である。これにより、加熱プレート１１は、ゾーンごとに独立して昇温可能である。分割ヒータ２５ａとしては、マイカヒータや熱電モジュール等が例示される。

【0096】

温度センサ２７は、表側プレート２１の温度を測定する。温度センサ２７は、表側プレート２１の内部に埋設されている。

【0097】

内部通路Ｆは、表側プレート２１の内部に形成されている。内部通路Ｆの一端は、加熱プレート１１の上面Ａ１（具体的には、表側プレート２１の上面）に開口している。内部通路Ｆの他端は、後述する吸着機構４１に連通接続されている。内部通路Ｆを通じて隙間Ｇから気体を排出することによって、加熱プレート１１の上面Ａ１に基板Ｗを吸着させることができる。

【0098】

能動冷却部１３は、能動冷却部本体３１と、温度センサ３３と、外部配管３５と、流量調整弁３７と、流路Ｈと、内部通路Ｉとを備えている。

【0099】

能動冷却部本体３１は金属製である。金属としては、例えば銅やアルミニウム等が好ましい。能動冷却部１３の上面Ｂは、能動冷却部本体３１に形成されている。

【0100】

温度センサ３３は、能動冷却部本体３１の温度を測定する。温度センサ３３は、能動冷却部本体３１の内部に埋設されている。

【0101】

流路Ｈは、能動冷却部本体３１の内部に形成されている。流路Ｈには、冷却水等の熱媒体が流れる。熱媒体は能動冷却部本体３１と熱交換する。

【0102】

外部配管３５は、能動冷却部本体３１の外部に設置され、流路Ｈと連通接続している。外部配管３５は、熱媒体を流路Ｈに供給し、かつ、流路Ｈから熱媒体を排出する。

【0103】

流量調整弁３７は、流路Ｈを流れる熱媒体の流量を調整する。これにより、能動冷却部本体３１の温度を調整する。流量調整弁３７は、外部配管３５の途中に取り付けられている。

【0104】

内部通路Ｉも、能動冷却部本体３１の内部に形成されている。内部通路Ｉの一端は、能動冷却部１３の上面Ｂに開口している。内部通路Ｉの他端は、後述する吸着機構４１に連通接続されている。内部通路Ｉを負圧にすることによって、能動冷却部１３の上面Ｂに熱伝導シート１５を吸着させる。

【0105】

受動冷却プレート１７は、内部通路Ｊを備えている。内部通路Ｊは、受動冷却プレート１７の内部に形成されている。内部通路Ｊの一端は、受動冷却プレート１７の上面Ｄ１に開口している。内部通路Ｊの他端は、後述する吸着機構４１に連通接続されている。

【0106】

さらに、実施例２に係る熱処理装置２は、熱伝導シート３９と吸着機構４１と制御部５１とを備えている。

【0107】

熱伝導シート３９は、受動冷却プレート１７の上面Ｄ１に載置されている。熱伝導シート３９は、受動冷却プレート１７の上面Ｄ１と略同等以上に広い。熱伝導シート３９は、熱伝導シート１５と同様に、熱伝導性に優れており、弾性変形可能である。熱伝導シート３９の材質としては、熱伝導シート１５の材質として例示したものが好ましい。熱伝導シート３９の材質は、熱伝導シート１５と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0108】

吸着機構４１は、排出配管４２、４３、４４と、共通管４５と、真空吸引源４６と、圧力調整弁４７、４８、４９とを備えている。

【0109】

排出配管４２の一端は、内部通路Ｆに連通接続されている。排出配管４３の一端は、内部通路Ｉに連通接続されている。排出配管４４の一端は、内部通路Ｊに連通接続されている。各排出配管４２乃至４４の他端はいずれも、共通管４５に連通接続されている。共通管４５は、真空吸引源４６に連通接続されている。真空吸引源４６は、気体を吸引・排出する。真空吸引源４６は、例えば、クリーンルームに設けられたバキュームのユーティリティである。排出配管４２、４３、４４の途中にはそれぞれ、圧力調整弁４７、４８、４９が設けられている。各圧力調整弁４７乃至４９はそれぞれ、内部通路Ｆ、Ｉ、Ｊの圧力（負圧）を調整する。

【0110】

内部通路Ｆを負圧にすると、加熱プレート１１の上面Ａ１に基板Ｗが吸着される。内部通路Ｉを負圧にすると、能動冷却部１３の上面Ｂに熱伝導シート１５が吸着される。内部通路Ｊを負圧にすると、受動冷却プレート１７の上面Ｄ１に熱伝導シート３９が吸着される。

【0111】

制御部５１は、駆動機構１８、ヒータ２５（分割ヒータ２５ａ）、温度センサ２７、３３、流量調整弁３７、真空吸引源４６、圧力調整弁４７乃至４９と電気的に接続されている。制御部５１は、温度センサ２７、３３の検出結果に基づいて、加熱プレート１１および能動冷却部１３の各温度を監視する。制御部５１は、駆動機構１８、ヒータ２５、流量調整弁３７、真空吸引源４６および圧力調整弁４７乃至４９を制御する。制御部５１は、予め設定されている処理レシピ等を参照する。処理レシピ等は、加熱プレート１１を冷却すべき目標温度のほか、後述する閾値Ｒａ、所定量ｋおよび所定値に関する情報を含む。

【0112】

制御部５１は、各種処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、演算処理の作業領域となるＲＡＭ（Random-Access Memory）や、処理レシピ等の各種情報を記憶する固定ディスク等の記憶媒体等によって実現されている。

【0113】

次に、実施例に係る熱処理装置２の動作について説明する。以下では、まず、基板Ｗを加熱する処理を説明し、その後、加熱プレート１１を冷却する処理を説明する。

【0114】

＜基板Ｗを加熱する動作＞
制御部５１は駆動機構１８を制御して、受動冷却プレート１７を加熱プレート１１から離す。不図示の搬送機構によって、加熱プレート１１の上面Ａ１に基板Ｗが載置されると、制御部５１は、真空吸引源４６および圧力調整弁４７を制御して、内部通路Ｆおよび隙間Ｇを負圧にする。これにより、基板Ｗが加熱プレート１１の上面Ａ１に吸着される。

【0115】

制御部５１がヒータ２５を制御し、加熱プレート１１を昇温させる。これにより、基板Ｗに熱処理を施す。

【0116】

所定の時間が経過すると、制御部５１は、真空吸引源４６および圧力調整弁４７を制御して、基板Ｗの吸着を解除する。その後、不図示の搬送機構が、加熱プレート１１から基板Ｗを取る。

【0117】

＜加熱プレート１１を冷却する動作＞
図８を参照する。図８は、加熱プレート１１を冷却する手順を示すフローチャートである。図８のフローチャートでは、冷却過程の開始、中断、再開および終了に関するステップを明示する。

【0118】

なお、加熱プレート１１を冷却する動作の期間中、制御部５１は真空吸引源４６および圧力調整弁４８、４９を制御して、能動冷却部１３に熱伝導シート１５を吸着させ、かつ、受動冷却プレート１７に熱伝導シート３９を吸着させているものとする。

【0119】

＜ステップＳ１１＞ 準備過程
制御部５１は、駆動機構１８を制御して、受動冷却プレート１７を準備位置に位置させる。さらに、制御部５１は、温度センサ３３の検出結果に基づいて流量調整弁３７を制御して、能動冷却部本体３１の温度を調整する。これにより、受動冷却プレート１７を所定の温度に冷却する。

【0120】

＜ステップＳ１２＞ 冷却過程開始
駆動機構１８は、受動冷却プレート１７を準備位置から冷却位置に移動させる。受動冷却プレート１７によって加熱プレート１１を冷却し始める。

【0121】

＜ステップＳ１３＞ Ｔｐが所定値に達した？
制御部５１は、処理レシピ等を参照して所定値を特定する。また、制御部５１は、温度センサ２７の検出結果に基づいて、加熱プレート１１の温度（以下、「プレート温度」という）Ｔｐを監視する。そして、プレート温度Ｔｐが所定値に達したか否かを判定する。ここで、所定値は、目標温度よりも大きいことが好ましい。所定値としては、たとえば、目標温度に１を加えた値が例示される。

【0122】

判定の結果、プレート温度Ｔｐが所定値に達したと判定された場合にはステップＳ１８に進み、そうでない場合にはステップＳ１４に進む。ステップＳ１３は、本発明における温度監視過程に相当する。

【0123】

＜ステップＳ１４＞ ΔＴ≦Ｒａ？
制御部５１は、処理レシピ等を参照して閾値Ｒａを特定する。また、制御部５１は、温度センサ２７の検出結果に基づいて、単位時間当たりのプレート温度Ｔｐの低下量である温度低下率ΔＴを監視する。そして、温度低下率ΔＴが閾値Ｒａ以下であるか否かを判定する。閾値Ｒａとしては、例えば、１［℃／ｓｅｃ］が例示される。ただし、閾値Ｒａの値は、これに限られず、適宜に選択、変更することができる。

【0124】

判定の結果、温度低下率ΔＴが閾値Ｒａ以下であると判定された場合にはステップＳ１５に進み、そうでない場合にはステップＳ１３に戻る。ステップＳ１４は、本発明における温度低下率監視過程に相当する。

【0125】

＜ステップＳ１５＞ 冷却過程中断
駆動機構１８は、受動冷却プレート１７を冷却位置から離す。これにより、加熱プレート１１と受動冷却プレート１７との熱的な接続を断ち、冷却過程を中断する。

【0126】

＜ステップＳ１６＞ 準備過程
駆動機構１８は、受動冷却プレート１７を準備位置に位置させる。これにより、熱伝導シート１５を介して受動冷却プレート１７と能動冷却部１３とを熱的に接続し、能動冷却部１３によって受動冷却プレート１７を冷却する。

【0127】

＜ステップＳ１７＞ 冷却過程再開
駆動機構１８は、受動冷却プレート１７を準備位置から冷却位置に戻す。これにより、加熱プレート１１の冷却を再開する。そして、ステップＳ１３に戻る。

【0128】

＜ステップＳ１８＞ 冷却過程終了
駆動機構１８は、受動冷却プレート１７を冷却位置から離す。これにより、冷却過程を終了する。

【0129】

なお、所定値が目標温度と異なる場合、冷却過程を終了した時点では、未だ、加熱プレート１１の温度（プレート温度Ｔｐ）が目標温度に収束していない。このため、冷却過程を終了した後、引き続き、プレート温度Ｔｐが目標温度に収束するまで、制御部５１はプレート温度Ｔｐを監視する。この際、ヒータ２５を適宜に発熱させてプレート温度Ｔｐを調整してもよい。

【0130】

このように、本実施例２によれば、ステップＳ１４（温度低下率監視過程）を備えているので、準備過程を行うタイミングを適切に判定できる。さらに、必要に応じて準備過程を行う回数を２回以上に増やすことも容易にできる。また、準備過程を実行する必要がない場合には、冷却過程を開始した後、準備過程を１度も行わずに冷却過程を終了することもできる。

【0131】

また、ステップＳ１３（温度監視過程）を備えているので、冷却過程を終了するタイミングを好適に判定できる。

【0132】

また、ステップＳ１３の判定に用いる所定値は、目標温度よりも大きな値である。このため、加熱プレート１１の温度が惰性で低下することや、加熱プレート１１の温度がオーバーシュートすることを利用して、加熱プレート１１の温度を目標温度に一層効率よく収束させることができる。

【0133】

熱処理装置１は吸着機構４１を備えているので、熱伝導シート１５を能動冷却部１３に一層好適に密着させることができる。

【0134】

熱処理装置１は熱伝導シート３９を備えているので、加熱プレート１１と受動冷却プレート１７との間で熱を円滑に移動させることができる。このため、加熱プレート１１を一層効率よく冷却できる。また、加熱プレート１１の面内におけるプレート温度Ｔｐがばらつくことを一層好適に防止できる。

【0135】

また、吸着機構４１は、さらに、受動冷却プレート１７に熱伝導シート３９を吸着させる。よって、受動冷却プレート１７に熱伝導シート３９を好適に密着させることができる。よって、加熱プレート１１を一層効率よく、かつ、一層均一に冷却することができる。

【0136】

また、吸着機構４１は、さらに、加熱プレート１１に載置された基板Ｗを加熱プレート１１に吸着させる。これにより、加熱プレート１１は基板Ｗに熱処理を効率よく施すことができる。

【0137】

また、吸着機構４１は、共通の真空吸引源４６によって、熱伝導シート１５、３９および基板Ｗそれぞれを吸着するので、装置構成を簡素化することができる。

【実施例3】

【0138】

次に、図面を参照して本発明の実施例３を説明する。なお、実施例３に係る熱処理装置の構造は実施例２と同じであるので、その説明を省略する。以下では、実施例３に係る熱処理装置２において、加熱プレート１１を冷却する動作を説明する。

【0139】

図９を参照する。図９は、加熱プレート１１を冷却する手順を示すフローチャートである。なお、実施例２と同じステップＳについては、同符号を付し、簡単に説明する。

【0140】

＜ステップＳ１１＞ 準備過程
能動冷却部１３によって受動冷却プレート１７を冷却する。

【0141】

＜ステップＳ２１＞ ＷＴ≦ｋ？
制御部５１は、温度センサ２７の検出結果に基づいて、冷却前の加熱プレート１１の温度（プレート温度Ｔｐ）を得る。本明細書では、冷却前のプレート温度Ｔｐを、特に「初期温度Ｔｐ０」と呼ぶ。初期温度Ｔｐ０は、冷却過程を開始する時点におけるプレート温度Ｔｐであってもよい。また、制御部５１は、処理レシピ等を参照して、目標温度と所定量ｋを得る。目標温度と所定量ｋとは、予め設定されている。そして、初期温度Ｔｐ０と目標温度との差である温度変更幅ＷＴが、所定量ｋ以下であるか否かを判定する。所定量ｋとしては、たとえば５０［℃］が例示される。

【0142】

その結果、温度変更幅ＷＴが所定量ｋ以下であると判定された場合は、ステップＳ２２に進む。そうでない場合には、ステップＳ１２に進む。

【0143】

ステップＳ２１は、本発明における冷却条件判定過程に相当する。

【0144】

＜ステップＳ２２、２３＞
冷却過程を開始する。制御部５１は、温度センサ２７の検出結果に基づいて、プレート温度Ｔｐを監視する。そして、プレート温度Ｔｐが所定値に達したか否かを判定する。その結果、プレート温度Ｔｐが所定値に達したと判定された場合にはステップＳ１８に進む。そうでない場合には本ステップＳ２３を再び行う。これにより、プレート温度Ｔｐが所定値に達するまで、ステップＳ２３を繰り返し、プレート温度Ｔｐを監視する。

【0145】

＜ステップＳ１２〜Ｓ１７＞
冷却過程を開始する。冷却過程を開始した後からプレート温度Ｔｐが所定値に達するまでの期間において、温度低下率ΔＴが閾値Ｒａ以下になる度に、冷却過程を中断し、準備過程を行う。プレート温度Ｔｐが所定値に達すると、ステップＳ１８に進む。

【0146】

＜ステップＳ１８＞ 冷却過程終了
冷却過程を終了する。

【0147】

このように、本実施例３によれば、ステップＳ２１（冷却条件判定過程）を備えているので、冷却過程を開始する前に、温度変更幅ＷＴの大きさを判定できる。

【0148】

そして、温度変更幅ＷＴが所定量ｋ以下であると判定された場合、冷却過程を開始した時から終了する時までの期間において準備過程の実行を禁止する。具体的には、冷却過程を開始した後、冷却過程を中断することなく、冷却過程が終了するまで冷却過程を継続する。

【0149】

他方、温度変更幅ＷＴが所定量ｋより大きいと判定された場合、冷却過程を開始した時から終了する時までの期間において準備過程を行うことを許容する。本実施例では、加熱プレート１１の温度低下率ΔＴに基づいて、冷却過程を中断し、準備過程を割り込ませる。

【0150】

このように、温度変更幅ＷＴの大きさが比較的に小さい場合には冷却過程の実行中に準備過程を行うことを禁止し、そうでない場合には冷却過程の実行中に準備過程を行うことを許容する。この結果、温度変更幅ＷＴが比較的に小さい場合であっても比較的に大きい場合であっても、加熱プレート１１の全体的な冷却効率を適切に高めることができる。

【0151】

なお、準備過程を行うことを許容した場合であっても、結果的に冷却過程を開始した時から終了する時までの期間において準備過程を１度も行わない可能性もある。

【0152】

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

【0153】

（１）上述した各実施例１乃至３では、熱伝導材として熱伝導シート１５を例示したが、これに限られない。熱伝導シート１５、サーマルパッドおよび熱伝導グリースの少なくともいずれかによって熱伝導材を構成してもよい。

【0154】

（２）上述した各実施例１乃至３では、熱伝導シート１５は能動冷却部１３の上面Ｂに配置されていたが、これに限られない。例えば、熱伝導シート１５を受動冷却プレート１７の下面Ｄ２に配置してもよい。この変形例によっても、駆動機構１８が受動冷却プレート１７を準備位置に移動させたときに、熱伝導シート１５は受動冷却プレート１７および能動冷却部１３の双方と好適に密着できる。

【0155】

（３）上述した各実施例２、３では、熱伝導シート１５を能動冷却部１３に吸着させていたが、これに限られない。たとえば、熱伝導シート１５の取付構造は適宜に変更できる。たとえば、熱伝導シート１５を能動冷却部１３の上面Ｂに接着剤や締結部材によって固定してもよい。あるいは、熱伝導シート１５を能動冷却部１３に固定せずに、熱伝導シート１５を能動冷却部１３の上面Ｂに単に載せるだけであってもよい。熱伝導シート３９を受動冷却プレート１７に取り付ける構造についても、同様に変更することができる。

【0156】

（４）上述した各実施例２、３では、所定値は目標温度よりも大きかったが、これに限られない。すなわち、所定値は、加熱プレート１１を冷却すべき目標温度と同じ値であってもよいし、所定値は、目標温度よりも低くてもよい。

【0157】

このように、冷却過程が終了する時とプレート温度が目標温度に収束する時とが、同じであってもよいし、異なっていてもよい。換言すれば、冷却過程を開始してから終了するまでの期間が、加熱プレート１１を冷却するのに要する冷却時間と同じであってもよいし、異なっていてもよい。冷却過程が終了する時とは、加熱プレート１１を１の目標温度に冷却するために実行される冷却過程の終期であり、実施例２、３においてはプレート温度Ｔｐが所定値に達する時である。また、実施例２、３においては、冷却過程は、冷却過程の始期から終期にわたって連続的（継続的）に実行されてもよいし、冷却過程の始期から終期の期間において間欠的（断続的）に実行されてもよい。

【0158】

（５）上述した各実施例１乃至３では、駆動機構１８は、受動冷却プレート１７のみを移動させていたが、これに限られない。すなわち、駆動機構１８は、加熱プレート１１および受動冷却プレート１７の少なくとも一方を移動させて、加熱プレート１１と受動冷却プレート１７を熱的に接続してもよい。また、駆動機構１８は、受動冷却プレート１７および能動冷却部１３の少なくとも一方を移動させて、受動冷却プレート１７と能動冷却部１３を熱的に接続してもよい。

【0159】

（６）上述した各実施例１乃至３では、加熱プレート１１と能動冷却部１３のレイアウトを例示したが、これらの配置は適宜に変更できる。たとえば、各実施例１乃至３では、加熱プレート１１と能動冷却部１３が上下方向にならぶように配置されていたが、これに限られない。たとえば、加熱プレート１１と能動冷却部１３とが横方向にならぶような配置に変更してもよい。また、各実施例１乃至３では、加熱プレート１１と能動冷却部１３とが平面視で重なるように配置されていたが、これに限られない。すなわち、両者が平面視で重ならないような配置に変更してもよい。この場合において、さらに、加熱プレート１１と能動冷却部１３とが正面視または側面視で重なるような配置に変更してもよい。上述した配置の変更に応じて、駆動機構１８による受動冷却プレート１７の移動方向を適宜に変更できる。

【0160】

（７）上述した各実施例２、３では、吸着機構４１は、熱伝導シート１５を能動冷却部１３に吸着させる機能、熱伝導シート３９を受動冷却プレート１７に吸着させる機能、および、基板Ｗを加熱プレート１１に吸着させる機能を有していたが、これに限られない。たとえば、上述した３つの機能の少なくともいずれかを省略してもよい。

【0161】

（８）上述した各実施例２、３では、吸着機構４１は、上記（６）に記載した３つの機能を同じ真空吸引源４６によって実現していたが、これに限られない。たとえば、各機能を、異なる真空吸引源によって実現してもよい。

【0162】

（９）上述した各実施例２、３では、加熱プレート１１は複数の分割ヒータ２５ａを備え、ゾーンごとに昇温可能であったが、これに限られない。加熱プレートの面内全体を一律に昇温する加熱プレートに変更してもよい。また、分割ヒータ２５ａを、加熱プレート１１の面内全体を一律に昇温させるヒータに変更してもよい。

【0163】

（１０）上述した各実施例１乃至３では、基板Ｗの外形が円形であったが、これに限られない。矩形の外形を有する基板であっても、本発明を好適に適用できる。

【0164】

（１１）上述した実施例２、３では、加熱プレート１１のプレート本体は、表側プレート２１と裏側プレート２２とによって構成されていたが、これに限られない。たとえば、裏側プレート２２を省略してもよい。

【0165】

（１２）上述した各実施例１乃至３および各変形実施例における全部または一部の構成を適宜に組み合わせるように変更してもよい。

【符号の説明】

【0166】

１、２ … 熱処理装置
１１ … 加熱プレート
１３ … 能動冷却部
１５ … 熱伝導シート
１７ … 受動冷却プレート
１８ … 駆動機構
４１ … 吸着機構
５１ … 制御部
Ｒａ … 閾値
ｋ … 所定量
ΔＴ … 温度低下率
Ｔｐ … プレート温度
ＷＴ … 温度変更幅
Ｗ … 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】