特許 7275470 基板冷却装置

(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】

(24)【登録日】2023-05-10

(45)【発行日】2023-05-18

(54)【発明の名称】基板冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F25D 1/00 20060101AFI20230511BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20230511BHJP

   H01L 21/265 20060101ALI20230511BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20230511BHJP

【ＦＩ】

F25D1/00 B

H01L21/68 N

H01L21/265 603D

H01L21/02 Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020052632

(22)【出願日】2020-03-24

(65)【公開番号】P2021152424

(43)【公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-03-22

(73)【特許権者】

【識別番号】302054866

【氏名又は名称】日新イオン機器株式会社

(72)【発明者】

【氏名】小野田 正敏

(72)【発明者】

【氏名】後藤 亮介

(72)【発明者】

【氏名】中澤 喜之

【審査官】庭月野 恭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３１７７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０２３３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００８７７８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０００－３１１８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３８９４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｄ １／００

Ｈ０１Ｌ ２１／００－２１／９８

Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に基板を収容する収容空間が形成された本体を備え、前記収容空間に冷却ガスを導入して前記基板を冷却する基板冷却装置において、
前記冷却ガスが流動するガス流路と、前記ガス流路に通じており、前記冷却ガスが前記基板の表面上および裏面上を一方向に流動するよう前記冷却ガスを噴出する噴出口と、を有する噴出体と、
前記噴出口と前記収容空間に収容された前記基板を挟んで対向するように位置付けられ、前記冷却ガスを前記収容空間から前記一方向に排出する排出部と、
を備え、
前記噴出体は、前記噴出体の少なくとも一部を前記本体の外部に取り外せるよう構成されており、
前記噴出口は、前記冷却ガスが前記表面上を流動する表側フローを発生させる少なくとも一つの表側噴出口と、前記冷却ガスが前記裏面上を流動する裏側フローを発生させる少なくとも一つの裏側噴出口と、により構成され、
前記表側噴出口と前記裏側噴出口は、それぞれ前記収容空間に収容された前記基板の厚さ方向について前記基板の表側と裏側に位置付けられており、
前記ガス流路は、前記表側噴出口に通じる表側流路と、前記裏側噴出口に通じる裏側流路とにより構成され、
前記噴出体は複数の分割体により構成され、前記表側流路と前記裏側流路の少なくとも一方は、前記分割体のうち少なくとも二つを組み合わせることにより完成されることを特徴とする基板冷却装置。

【請求項2】

前記表側流路と前記裏側流路とは、互いに交わることなく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板冷却装置に関し、特に、冷却ガスにより基板を冷却する基板冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウエハやフラットパネルディスプレイ用ガラス基板等の各種基板を冷却する装置として、特許文献１に開示された基板冷却装置が知られている。
特許文献１に示された基板冷却装置は、基板を収容する処理室内に、内部に冷却水を流動させる冷却水経路が形成されたクーリングプレートと、基板に向けて冷却用ガスを供給するエア供給ノズルを備えている。また、クーリングプレートの表面には、基板を載置しつつクーリングプレート表面と基板との間に間隙を形成するプロキシミティーボールが配置されている。すなわち、特許文献１の基板冷却装置は、基板の一面をクーリングプレートにより冷却し、他面をエア供給ノズルから吹きつけられた冷却用ガスにより冷却する構成である。

【0003】

一般に、基板の表面と裏面との間で冷却の進行に差があると基板に反りが発生するおそれがある。このような問題に対し、特許文献１の基板冷却装置では、基板の一面をクーリングプレートにより冷却し、他面を冷却ガスにより冷却することによって基板の一面と他面との間における冷却の進行差をなくし、基板を均一に冷却することができるため、基板の反りの発生を抑制することができる。

【0004】

しかしながら、特許文献１の基板冷却装置においては、基板の一面と他面を冷却する方法が異なるため、基板の一面と他面との間における冷却の進行差をなくすための制御が難しいという問題があった。また、クーリングプレートを構成するユニットと冷却ガスを供給するユニットの両方が必要となり、装置全体の構成が複雑となるという問題もあった。

【0005】

また、特許文献１の基板冷却装置では、冷却ガスが基板の一面側と他面側の両方を流動する構造であるため、冷却ガスのみでも基板の両面を冷却できると考えられる。しかしながら、仮に冷却ガスのみで基板を冷却しようとすると、冷却ガスは基板の表側から裏側に回り込むように流動する構成であるため、基板の表側の熱を奪った後の冷却ガスが基板の裏側を流動することになる。したがって、基板の表側と裏側の間における冷却差をなくすことはできない。すなわち、基板の反りの発生を抑制することはできない。

【0006】

また、アニール処理後の半導体ウエハを冷却する装置として、特許文献２に開示された基板処理装置が知られている。特許文献２に開示された基板処理装置は、処理室内に複数枚の基板を保持したボートを収容し、複数の基板の間に冷却ガスを流動させることによって基板を冷却する構造である。

【0007】

特許文献２の基板処理装置は、冷却ガス供給ノズルの噴出孔から複数の基板に向けて冷却ガスを供給するのみであり、各基板の表面と裏面との間の冷却の進行差は考慮されていない。したがって、基板の表側と裏側を均一に冷却することはできず、基板の表側と裏側とで冷却の進行に差が生じ、基板に反りが発生するおそれがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開平１１－３２９９２２

【文献】再公表特許ＷО２００７／０１８０１６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、冷却ガスにより基板を均一に冷却できる基板冷却装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

内部に基板を収容する収容空間が形成された本体を備え、前記収容空間に冷却ガスを導入して前記基板を冷却する基板冷却装置において、前記冷却ガスが流動するガス流路と、前記ガス流路に通じており、前記冷却ガスが前記基板の表面上および裏面上を一方向に流動するよう前記冷却ガスを噴出する噴出口と、を有する噴出体と、前記噴出口と前記収容空間に収容された前記基板を挟んで対向するように位置付けられ、前記冷却ガスを前記収容空間から前記一方向に排出する排出部と、を備え、前記噴出体は、前記噴出体の少なくとも一部を前記本体の外部に取り外せるよう構成されていることを特徴としている。

【0011】

この構成によれば、収容空間に収容された基板に向けて噴出口から噴出された冷却ガスは、基板の表面上と裏面上のそれぞれを一方向に流動した後、排出部から一方向に排出される。すなわち、噴出口から噴出された冷却ガスは、基板の表面上と裏面上を常に一方向に流動し、排出部から排出される。したがって、基板の表面側と裏面側はともに噴出口に近い領域から順次冷却されていくことになることから、基板の表面側と裏面側との間における、一方向についての冷却の進行差の発生を抑制できる。その結果、冷却ガスにより基板を均一に冷却することができる。
また、噴出体は、噴出体の少なくとも一部を本体の外部に取り外せるよう構成されていることから、噴出体の構成部材の一部または噴出体全体を本体の外部に取り出して清掃などのメンテナンス作業を行うことができる。その結果、噴出体が本体と一体に形成されている場合と比較してメンテナンス時の作業性が向上する。
また、仮に、噴出体が本体と一体に形成されている構成であるとすると、例えば噴出口の形状やガス流路を変更したい場合には、本体全体を交換する必要がある。これに対し、本発明によれば、所望の変更を施した噴出口またはガス流路を形成した噴出体または噴出体の一部を交換すればよい。したがって、噴出口またはガス流路の構成を容易に変更できる。

【0012】

また、本発明の基板冷却装置においては、前記噴出口から噴出された直後の前記冷却ガスの流動である初期フローが、前記表面上を流動する表側フローと、前記裏面上を流動する裏側フローとに分岐するよう構成されていてもよい。

【0013】

この構成によれば、噴出口から噴出された冷却ガスの初期フローが、基板の表面上と裏面上をそれぞれ流動する表側フローと裏側フローに分岐する。したがって、噴出体に形成するガス流路を、表面側を流動する流路と、基板の裏面側を流動する流路とに分けて形成する必要がない。すなわち、簡易な構成で噴出体を形成することができる。

【0014】

また、本発明の基板冷却装置においては、前記噴出口は、前記収容空間に収容された前記基板の側面に対向するよう位置付けられており、前記初期フローが前記側面により前記表側フローと前記裏側フローに分岐される構成としてもよい。

【0015】

この構成によれば、収容空間に収容された基板の側面によって、初期フローを表側フローと裏側フローに分岐させることができ、初期フローを表側フローと裏側フローに分岐するための構成を別に設ける必要がない。

【0016】

また、本発明の基板冷却装置においては、前記噴出体は複数の分割体により構成され、前記ガス流路は前記分割体のうち少なくとも二つを組み合わせることにより形成される構成としてもよい。

【0017】

この構成によれば、分割体を組み合わせることによってガス流路を完成できることから、ガス流路の形成が容易となるとともに、より複雑なガス流路を形成することが可能となる。

【0018】

また、本発明の基板冷却装置においては、前記噴出口は、前記冷却ガスが前記表面上を流動する表側フローを発生させる少なくとも一つの表側噴出口と、前記冷却ガスが前記裏面上を流動する裏側フローを発生させる少なくとも一つの裏側噴出口と、により構成され、前記表側噴出口と前記裏側噴出口とは、それぞれ前記収容空間に収容された前記基板の厚さ方向について前記基板の表側と裏側に位置付けられている構成としてもよい。

【0019】

この構成によれば、表側フローを発生させる表側噴出口と裏側フローを発生させる裏側噴出口が、それぞれ前記収容空間に収容された基板の厚さ方向について、前記基板の表側と裏側に位置付けられていることから、表側フローと裏側フローをそれぞれ個別に発生させることができる。したがって、表側フローと裏側フローを個別に調整できることから、基板の表面側と裏面側における冷却の進行差の発生をより確実に抑制できる。その結果、基板をより均一に冷却することができる。

【0020】

また、本発明の基板冷却装置においては、前記噴出体は、前記表側噴出口から噴出される冷却ガスが基板の側面に衝突することを規制する表側規制面と、前記裏側噴出口から噴出される冷却ガスが基板の側面に衝突することを規制する裏側規制面と、を有する構成としてもよい。

【0021】

この構成によれば、表側規制面を備えることにより、表側噴出口から噴出した冷却ガスが基板側面に衝突することが規制される。また、裏側規制面を備えることにより、裏側噴出口から噴出した冷却ガスが基板側面に衝突することが規制される。したがって、表側噴出口と裏側噴出口のそれぞれから噴出される冷却ガスの流量または流速を増加させた場合であっても、基板の側面が冷却ガスにより押されることが抑制される。その結果、基板の位置ずれの発生を考慮することなく表側フローと裏側フローの流量または流速を増加させることができ、基板を所定の温度にまで冷却するのに必要な時間を短縮することができる。

【0022】

また、本発明の基板冷却装置においては、前記ガス流路は、前記表側噴出口に通じる表側流路と、前記裏側噴出口に通じる裏側流路とにより構成され、前記噴出体は複数の分割体により構成され、前記表側流路と前記裏側流路の少なくとも一方は、前記分割体のうち少なくとも二つを組み合わせることにより完成される構成としてもよい。

【0023】

この構成によれば、分割体を組み合わせることによって表側流路と裏側流路の少なくとも一方を完成できることから、ガス流路の形成が容易となるとともに、より複雑なガス流路を形成することが可能となる。

【0024】

前記ガス流路は、前記表側噴出口に通じる表側流路と、前記裏側噴出口に通じる裏側流路とにより構成され、前記表側流路と前記裏側流路とは、互いに交わることなく形成されている構成としてもよい。

【0025】

この構成によれば、表側流路と裏側流路とは、互いに交わることなく形成されていることから、表側流路と裏側流路を流動する冷却ガスの流量または流速をそれぞれ個別に制御できる。したがって、表側噴出口と裏側噴出口から噴出する冷却ガスの流量または流速をそれぞれ個別に制御することにより、表側フローの流量または流速と、裏側フローの流量または流速を個別に調整することができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明の基板冷却装置によれば、冷却ガスにより基板を均一に冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の第一実施形態における基板冷却装置を示す斜視図。

【図2】第一実施形態におけるカバー部材を除いた基板冷却装置の上面図。

【図3】第一実施形態における基板冷却装置の図２のV１－V１線における縦断面図。

【図4】本発明の第二実施形態における基板冷却装置を示す分解斜視図。

【図5】第二実施形態におけるカバー部材を除いた基板冷却装置の上面図。

【図6】第二実施形態における基板冷却装置の図５に示すV２－V２線における縦断面図。

【図7】本発明の第三実施形態における基板冷却装置を示す分解斜視図。

【図8】第三実施形態における基板冷却装置の噴出体を示す分解斜視図。

【図9】第三実施形態におけるカバー部材を除いた基板冷却装置の上面図。

【図10】第三実施形態における基板冷却装置の図９に示すV３－V３線における縦断面図。

【図11】第三実施形態における変形例である噴出体を示す斜視図。

【図12】第三実施形態における変形例の噴出体を示す分解斜視図。

【図13】第三実施形態における変形例の噴出体を使用した基板冷却装置の縦断面図。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明における第一実施形態である基板冷却装置１０Ａ、第二実施形態である基板冷却装置１０Ｂ、および第三実施形態である基板冷却装置１０Ｃについて説明する。
各実施例における基板冷却装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、いずれも半導体製造工程やフラットパネルディスプレイ製造工程において使用され、半導体ウエハやガラス基板等の基板に対して所定の処理を施す基板処理装置に組み込まれて使用される装置である。

【0029】

図１に示すように、本発明の第一実施形態における基板冷却装置１０Ａは、基板処理装置１の配置部２に設置されることで基板処理装置１に組み込まれており、本実施形態における基板処理装置１は、半導体ウエハである基板Ｓにイオン注入処理を施すためのイオン注入装置である。また、基板冷却装置１０Ｂおよび基板冷却装置１０Ｃは、いずれも後述する基板冷却装置１０Ａと同様に、基板処理装置１の配置部２に設置されて使用されるものである。
尚、基板処理装置１はイオン注入装置に限定されず、例えばＣＶＤ装置等の各種の基板処理装置であってもよい。また、基板冷却装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、基板処理装置１に組み込まれていることに限定されず、基板処理装置１とは独立して配置されて使用されるものであってもよい。

【0030】

＜第一実施形態＞
まず、本発明の本発明の第一実施形態における基板冷却装置１０Ａについて説明する。
図１は、基板処理装置１に組み付けられた状態の基板冷却装置１０Ａ示す斜視図である。図１においては、基板処理装置１はその一部のみが示されている。
前述のように、基板冷却装置１０Ａは配置部２に設置されることによってイオン注入装置である基板処理装置１に組み込まれており、イオン注入処理が施された後の基板Ｓを収容し、所定の温度にまで冷却する装置である。また、基板冷却装置１０Ａは、内部を高真空下と大気圧下に切り替えられるロードロック装置としての機能を備えている。言い換えれば、基板冷却装置１０Ａは、基板Ｓを冷却する機能を備えたロードロック装置と捉えることもできる。

【0031】

図１に示すように、基板冷却装置１０Ａは、後述する内部に基板Ｓを収容する収容空間３４が形成された本体３１Ａと、図２に示す本体３１Ａに形成された開口３２を閉塞するカバー部材３０Ａを備える。本体３１Ａとカバー部材３０Ａはいずれも金属材料により形成されている。本体３１Ａは複数の壁部１１により全体の概形が直方体をなすよう構成されている。複数の壁部１１は、前方壁１１ａ、前方壁１１ａと対向する後方壁１１ｂ、前方壁１１ａと後方壁１１ｂとを連結する一対の側壁１１ｃ、底壁１１ｄ、および天井壁１１ｅから成る。

【0032】

また、前方壁１１ａには、前方壁１１ａを厚さ方向に貫通して開口し、後述する冷却ガスを排出する排出部１２が形成されている。基板冷却装置１０Ａにおいては、排出部１２は、本体３１Ａの内部と外部との間で基板Ｓを出し入れするためにも使用されており、基板Ｓは図示されていないロボットハンドにより排出部１２を通過するように移送されて本体３１Ａ内の収容空間３４に搬入され、また、収容空間３４から搬出される。
尚、基板Ｓを出し入れするための開口は、壁部１１のいずれかの位置において、排出部１２とは別に形成されてもよい。また、基板Ｓを収容空間３４に搬入するための開口と、収容空間３４から搬出するための開口をそれぞれ別個に設けてもよい。

【0033】

基板冷却装置１０Ａは、前方壁１１ａの外側に配置され、排出部１２を気密に閉塞し得るフラップ弁１３をさらに備えている。また、一方の側壁１１ｃには、本体３１Ａの外部から内部に貫通して通じる排気孔１４が形成されている。排気孔１４の側壁１１ｃ側の開口には、排気配管接続部１４ａが形成されており、排気配管接続部１４ａには、真空ポンプ１６に通じる排気配管１５が接続されている。真空ポンプ１６は、本体３１の内部を真空排気するために使用される排気用ポンプである。本体３１Ａにカバー部材３０Ａが取り付けられ、フラップ弁１３が排出部１２を閉塞した状態で真空ポンプ１６を動作させることにより、本体３１Ａ内部の空気が排気配管１５を通じて外部に排気され、本体３１Ａの内部を高真空下に置くことができる。
尚、排気孔１４と排気配管接続部１４ａは、基板冷却装置１０Ａにロードロック装置としても機能も果たせるようにするために設けたものである。つまり、基板冷却装置１０Ａが基板Ｓを収容して冷却することのみを目的とするものであれば、排気孔１４と排気配管接続部１４ａを設ける必要はない。

【0034】

また、一方の側壁１１ｃには、冷却ガスが流動し得るガス導入孔１７Ａが形成されており、ガス導入孔１７Ａの側壁１１ｃ側の開口にはガス配管接続部１８Ａが形成されている。ガス配管接続部１８Ａには、冷却ガスを供給するガス源２０に通じるガス配管１９が接続されている。ガス配管１９の途中にはバルブ２１が接続されており、バルブ２１の開閉動作により本体３１Ａの内部への冷却ガスの供給を制御することができる。
尚、冷却ガスの供給を制御することは、冷却ガスの供給の開始と停止を行うことに限らず、冷却ガスの流量や流速を調整する制御も含む。また、これらの制御は自動的に行われるものであっても、操作者によって行われるものであってもよい。また、本実施形態のおける冷却ガスは窒素ガスであるが、基板Ｓの各種処理へ影響を与えない不活性ガスや乾燥空気などであってもよい。
また、冷却ガスは、基板Ｓを所定温度にまで冷却できればよく、冷却ガス自体が冷却されて本体３１Ａの内部に供給される必要はない。すなわち、冷却ガスの温度は、本体３１Ａの内部に供給された直後において前述の所定温度よりも低ければよく、前述の所定温度が常温より高いものであれば、冷却ガスの温度は常温であっても構わない。

【0035】

本実施形態における各図は、水平面をＸＹ平面、鉛直方向をＺ方向とし、図１に示すように、基板Ｓが排出部１２から出し入れされる方向をＸ軸に一致させて示している。以降、本明細書における前後方向とはＸ軸に沿う方向を、左右方向とはＹ軸に沿う方向を、上下方向とはＺ軸に沿う方向を指す。

【0036】

図２は、カバー部材３０Ａを除いた状態での基板冷却装置１０Ａの上面図である。また、図３は、図２のV１－V１線における基板冷却装置１０Ａの縦断面図である。尚、図２および図３においては、図１におけるフラップ弁１３等の本体３１Ａの外側に配置される構成要素を省略して示している。また、図３においては、図２に示されていないカバー部材３０Ａも示されている。

【0037】

図２および図３に示すように、基板冷却装置１０Ａの本体３１Ａの内部には、基板Ｓを収容する収容空間３４が形成されている。より詳細には、収容空間３４は、基板Ｓを取り囲むように配置され、本体３１Ａを構成する複数の壁部１１、すなわち前方壁１１ａ、後方壁１１ｂ、一対の側壁１１ｃ、１１ｃ、および底壁１１ｄの各内側の面によって区画された空間であり、本体３１Ａにカバー部材３１Ａが取り付けられることにより、収容空間３４は排出部１２を除き外部に対して閉塞された空間となる。
図２および図３に示すように、天井壁１１ｅには、カバー部材３１Ａを載置する載置面１１ｆが形成されている。
また、基板Ｓは全体円板状を成し、表面Ｓａと裏面Ｓｂ、および側面Ｓｃを有する。尚、イオン注入等の各種処理は基板Ｓの表面Ｓａに対して施される。

【0038】

図２に示すように、底壁１１ｄの収容空間３４を区画する内側の面である底壁内面３４ａには、基板Ｓを載置するための一対の載置台３５、３５が形成されている。一対の載置台３５、３５は左右方向に離間して形成されており、各載置台３５は、図３に示すように、底壁内面３４ａから上方に突出し、上面視で細長の矩形状に形成されている。また、各載置台３５は長手方向を前後方向に一致させており、各載置台３５の長手方向両端部にはそれぞれ、基板Ｓを支持する支持部３６と、基板Ｓの位置決め、および基板Ｓの移動を規制する規制面３７ａを備える規制壁３７が配置されている。一対の載置台３５、３５は、基板Ｓの裏面Ｓｂと底壁内面３４ａとの間に冷却ガスを前方に向かって円滑に流動させるための間隙を形成するものである。

【0039】

一対の載置台３５、３５は、基板Ｓの裏面Ｓｂと底壁内面３４ａとの間に冷却ガスが流動するための間隙を形成しつつ基板Ｓを収容空間３４に収容して支持できるよう形成されていればよい。すなわち、基板Ｓは、載置台３５、３５に直接載置されることに限定されず、本実施形態のように載置台３５に配置された支持部３６に載置されて支持される構造であってよい。
尚、一対の載置台３５、３５は、基板Ｓを底壁内面３４ａから持ち上げた状態で支持できればよい。したがって、載置台３５、３５は、底壁内面３４ａに別部材を配置することによって形成されていてもよく、また、底壁内面３４ａが切削されるなどして底壁内面３４ａと一体に形成されていてもよい。

【0040】

また、図２に示すように、ガス源２０から供給される冷却ガスが流動するガス導入孔１７Ａは、本体３１Ａを構成する後方壁１１ｂの内部を貫通するように形成されている。詳述すると、ガス導入孔１７Ａは、側壁１１ｃの外側面に形成されたガス配管接続部１８Ａから途中４か所の分岐部１７Ｂにおいて分岐し、後方壁１１ｂの内側面１１ｇに形成された５か所の開口に通じるように形成されている。

【0041】

図２および図３に示すように、基板冷却装置１０Ａは、さらに、後方壁１１ｂの内側面１１ｇに着脱可能に配置され、冷却ガスを噴出する噴出体４０Ａを備える。噴出体４０Ａは、収容空間３４に収容された基板Ｓに向けて冷却ガスを噴出する５つの噴出口４２Ａと、噴出体４０Ａの内部を前後方向に貫通して各噴出口４２Ａに通じるように形成され、内部を冷却ガスが流動するガス流路４１Ａとを備えている。
尚、本第一実施形態における噴出体４０Ａは、壁部１１の後方壁１１ｂに着脱可能な構成である。すなわち、本第一実施形態における基板冷却装置１０Ａにおいては、噴出体４０Ａを後方壁１１ｂから取り外せる構成であることから、噴出体４０Ａ全体を本体３１Ａの外部に取り外すことができる。また、噴出体４０Ａの収容空間３４に対する配置位置や取り付け方法は限定されず、噴出体４０Ａの少なくとも一部を本体３１Ａの外部に取り外せる構成であればよい。つまり、噴出体４０Ａを複数の構成部材から構成し、そのうちの少なくとも一つの構成部材を３１Ａの外部に取り外せる構成としてもよい。

【0042】

例えば、噴出体４０Ａは、側壁１１ｃまたは底壁１１ｄの内側の面に着脱可能とされていてもよい。また、噴出体４０Ａは、噴出体４０Ａと壁部１１との間にパッキン等のシール部材を介在させて取り付けられていてもよく、基板Ｓに対する噴出口４２Ａの位置を調整するためのスペーサー部材を介在させて取り付けられていてもよい。

【0043】

図２および図３に示すように、噴出体４０Ａの５つのガス流路４１Ａはそれぞれ、後方壁１１ｂの内側面１１ｇに形成されたガス導入孔１７Ａに通じる各開口と通じるように形成されている。各噴出口４２Ａおよび各ガス流路４１Ａは、各噴出口４２Ａから噴出される冷却ガスの流動が均一となるよう、すなわち、各噴出口４２Ａから噴出される冷却ガスの流量と流速の一方あるいは両方を略均一に揃えられるよう構成されている。

【0044】

ここで、各噴出口４２Ａから噴出される冷却ガスの流動を均一に揃えることは、各噴出口４２Ａおよび各ガス流路４１Ａの配置位置や形状等の構成を変更して調整することにより達成され、例えば、ガス流路４１Ａの長さ寸法、流路の形状等をガス流路４１Ａごとに変更することや、噴出口４０Ａの開口面積を噴出口４０Ａごとに変更すること等により達成される。

【0045】

また、図３に示すように、噴出体４０Ａの５つの噴出口４２Ａは、いずれも冷却ガスを基板Ｓの側面Ｓｃに向けて、すなわち前方に向けて、噴出できる構成とされており、収容空間３４に収容された基板Ｓの側面Ｓｃに対向し、基板Ｓの厚さ方向、すなわち上下方向について基板Ｓと同位置になるよう位置付けられている。また、図２に示すように、５つの噴出口４２Ａは、左右方向について等間隔で一列に整列するよう形成されている。さらに、冷却ガスを収容空間３４から排出する排出部１２は、排出部１２の開口が噴出口４２Ａと基板Ｓを挟んで対向するように位置付けられて形成されている。

【0046】

したがって、５つの噴出口４２Ａから噴出された冷却ガスの流れは、図３に示されるような、すなわち以下のような流れとなる。まず、各噴出口４２Ａから前方に向かって冷却ガスが噴出され、各噴出口４２Ａから噴出された直後の冷却ガスの流動である初期フローＦ１が発生する。その後、初期フローＦ１は、基板Ｓの側面Ｓｃによって、基板Ｓの表面Ｓａ上を流動する表側フローＦａと基板Ｓの裏面Ｓｂ上を流動する裏側フローＦｂに分岐される。その後、表側フローＦａと裏側フローＦｂは、基板Ｓの表面Ｓａ上と裏面Ｓｂ上をそれぞれ前方向に横切った後、表側フローＦａと裏側フローＦｂは全体の流動方向を前方向としたまま変えることなく、そのまま排出フローＦ２として排出部１２から収容空間３４の外部へ排出される。

【0047】

このように、冷却ガスは、表側フローＦａと裏側フローＦｂとして示すように、基板Ｓの表面Ｓａ上と裏面Ｓｂ上をともに前方向、すなわち一方向に向かって流動し、この間に基板Ｓの表面Ｓａ側と裏面Ｓｂ側のそれぞれから熱を奪い、基板Ｓを冷却する。その後、そのまま一方向に流動し、排出フローＦ２として排出される。また、基板Ｓの側面Ｓｃは初期フローＦ１によって前方に向かって押されるが、本第一実施形態の基板収容装置１０Ａにおいては、規制壁３７に形成された規制面３７ａによって基板Ｓの前方向への移動を規制している。

【0048】

続いて、本第一実施形態における基板冷却装置１０Ａの動作を説明する。
基板冷却装置１０Ａは、イオン注入装置である基板処理装置１に組み込まれて使用され、イオン注入後の基板Ｓを冷却するとともに、ロードロック装置としての機能を備えるものである。まず、基板Ｓは基板処理装置１が備える加熱装置（不図示）により加熱され、内部を高真空とされた処理室（不図示）においてイオンビームが照射されることによりイオン注入処理が施される。その後、基板Ｓは、内部を高真空とされた本体３１Ａの収容空間３４に収容される。次に、バルブ２１が開かれてガス源２０から収容空間３４に冷却ガスが供給され始める。このとき、冷却ガスは、まず、流量を抑えた状態で供給されて各噴出口４２Ａから噴出され、収容空間３４の内圧が高められる。その後、バルブ２１がさらに開かれ、冷却ガスは、基板Ｓを冷却させるために設定された所定の流量または流速で収容空間３４に連続して導入される。

【0049】

そして、各噴出口４２Ａから冷却ガスが前方に向かって噴出されることにより前方に流動する初期フローＦ１が発生し、続いて初期フローＦ１は表側フローＦａと裏側フローＦｂとに分岐され、それぞれ基板Ｓの表面Ｓａ上および裏面Ｓｂ上を前方に向かって一方向に流動し、排出フローＦ２となって排出部１２から前方に向かって一方向に排出される。冷却ガスは基板Ｓを所望の温度にまで冷却できるよう所定時間連続して供給されており、所定時間経過後にバルブ２１を再び動作させて冷却ガスの供給が停止される。続いて、冷却された基板Ｓは、図示されないロボットハンドにより排出部１１と通って本体３１Ａの外部に搬出される。その後、フラップ弁１３が閉じられて、真空ポンプ１６により真空排気することにより、収容空間３４の内部は再び真空とされる。
尚、フラップ弁１３は、冷却ガスが収容空間３４内を流動している間は、排出フローＦ２によって前方に押されることにより開くものであるが、モーター等の駆動装置により開閉が制御される構造であってもよく、基板Ｓの冷却中に冷却ガスの一方向への流動を妨げるものでなければよい。

【0050】

本第一実施形態の基板冷却装置１０Ａによれば、冷却ガスは、噴出口４２から収容空間３４に収容された基板Ｓに向けて噴出された後、基板Ｓの表面Ｓａ上と裏面Ｓｂ上のそれぞれを一方向に流動した後、排出部１２から一方向に排出される。すなわち、冷却ガスは、基板Ｓの表面Ｓａ上と裏面Ｓｂ上を常に一方向に流動し、いずれも一面側から他面側に回り込むことなく、排出部から排出される。したがって、基板の表面Ｓａ側と裏面Ｓｂ側はともに噴出口４２Ａに近い領域から、即ち後方側から前方側に向かって、順次冷却されていく。よって、基板Ｓを表面Ｓａ側と裏面Ｓｂ側との間に一方向における冷却の進行差の発生が抑制され、基板を均一に冷却することができる。その結果、表面Ｓａ側と裏面Ｓｂ側に冷却の進行差が発生することがなく、基板Ｓに反りが発生することが抑制される。
尚、初期フローＦ１、表側フローＦa、および裏側フローＦｂは、いずれも各噴出口４２Ａから噴出される冷却ガス全体の流動を表している。すなわち、初期フローＦ１、表側フローＦa、および裏側フローＦｂは、いずれも、微視的には、または部分的には、上下方向または左右方向に広がる流動や乱流となっていてもよく、全体として一方向に流動するものであればよい。

【0051】

また、基板冷却装置１０Ａは、５つの噴出口４２Ａが基板Ｓの厚さ方向について略同位置に整列していることから、各噴出口４２Ａから噴出される冷却ガスの初期フローＦ１は基板Ｓの厚さ方向について略同位置から発生する。したがって、基板Ｓの表面Ｓａおよび裏面Ｓｂについて左右方向、すなわち一方向との直交方向における各初期フローＦ１を均一とさせやすい。したがって、表側フローＦａと裏側フローＦｂがそれぞれ左右方向、すなわち一方向との直交方向についても均一としやすくなり、その結果、表側フローと裏側フローがそれぞれ前記の直交方向についても均一な流動となりやすくなる。すなわち、基板の表面および裏面の一方向との直交方向についても、冷却の進行差の発生を抑制することができる。つまり、すなわち、基板Ｓの表面Ｓａおよび裏面Ｓｂの左右方向、すなわち一方向との直交方向についても、冷却の進行差の発生を抑制することができ、基板Ｓをより均一に冷却することができる。

【0052】

また、基板冷却装置１０Ａは、初期フローＦ１を、基板Ｓの側面Ｓｃにより表側フローＦａと裏側フローＦｂに分岐できることから、後述する第三実施例における基板冷却装置１０Ｃとは異なり、噴出体４０Ａに形成するガス流路４１Ａを、表側フローＦａを発生させるための流路と裏側フローＦｂを発生させるための流路とに分けて形成する必要がないことから、簡易な構造で噴出体４０Ａを形成することができる。

【0053】

また、基板冷却装置１０Ａは、初期フローＦ１を表側フローＦａと裏側フローＦｂに分岐するための構成を別途設ける必要もなく、本体３１Ａ内部の構成を簡易なものとすることができる。また、基板冷却装置１０Ａは、基板Ｓの一方向における移動を規制する規制壁３７をさらに備えていることから、基板Ｓの側面Ｓｃが初期フローＦ１に押された場合であっても基板Ｓが許容範囲を越えて移動することがない。

【0054】

噴出体４０Ａは、本体３１Ａの外部に取り外せるよう構成されていることから、噴出体４０Ａを本体３１Ａの外部に取り出して清掃などのメンテナンス作業を行うことができる。その結果、噴出体４０Ａが本体３１Ａと一体に形成されている場合と比較してメンテナンス時の作業性が向上する。
尚、噴出体４０Ａは、噴出体４０Ａ全体を本体３１Ａの外部に取り外せるように構成されていることに限らず、噴出体４０Ａを複数の部材から構成される構造とし、その一部を本体３１Ａの外部に取り外せる構成としてもよい。

【0055】

また、仮に、噴出体４０Ａが本体３１Ａに一体に形成されている構成であるとすると、例えば噴出口４２Ａまたはガス流路４１Ａを変更したい場合には、本体３１Ａ全体を交換する必要がある。これに対し、本第一実施形態の基板冷却装置１０Ａによれば、噴出体４０Ａの全体または一部を、所望の変更を施した噴出口またはガス流路を形成した噴出体または噴出体の一部に交換するのみでよい。したがって、噴出口４２Ａまたはガス流路４１Ａの構成を容易に変更できる。

【0056】

例えば、基板Ｓに対する各噴出口４２Ａの位置をより近づけたい場合には、各ガス流路４１Ａを前方向に延長し各噴出口４２Ａの形成位置を基板Ｓに近づけた噴出体を作成し、噴出体４０Ａと付け替えて使用すればよい。

【0057】

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態における基板冷却装置１０Ｂについて説明する。
図４～図６においては、第一実施形態の基板冷却装置１０Ａと共通する構成については、第一実施形態の基板冷却装置１０Ａと同一の符号を付与し、その説明を省略する。また、基板冷却装置１０Ｂの使用方法は、基板冷却装置１０Ａと同一であるため、説明を省略し、以下においては、基板冷却装置１０Ｂに特有の構成、および、それによる作用効果について説明する。

【0058】

図４は、本発明の第二実施形態における基板冷却装置１０Ｂを示す分解斜視図である。図４に示すように、基板冷却装置１０Ｂは、内部に収容空間３４が形成された本体３１Ｂと、開口３２を閉塞する全体板状のカバー部材３０Ｂとを備える。本体３１Ｂとカバー部材３０Ｂは、いずれも金属材料により形成されており、カバー部材３０Ｂの下面には、収容空間３４に収容された基板Ｓに向けて冷却ガスを噴出する噴出体４０Ｂが配置される。つまり、基板冷却装置１０Ｂにおいては、噴出体４０Ｂは、カバー部材３０Ｂを本体３１Ａに取り付けることで本体３１Ａの内部に配置され、カバー部材３０Ｂを本体３１Ａから取り外すことによって、本体３１Ａの外部に取り外される構成である。

【0059】

本体３１Ｂとカバー部材３０Ｂについて、第一実施形態の基板冷却装置１０Ａにおける本体３１Ａおよびカバー部材３０Ａとの主な相違点は、ガス源２０に通じるガス配管接続部１８Ｂ、および冷却ガスが流動するガス導入孔１７Ｂがカバー部材３０Ｂに形成されている点にある。すなわち、基板冷却装置１０Ｂにおいては、ガス源２０から供給される冷却ガスは、ガス配管接続部１８Ｂからガス導入孔１７Ｂを通過して、カバー部材３０Ｂに配置された噴出体４０Ｂに導入され、噴出体４０Ｂ形成された噴出口４２Ｂから収容空間３４に噴出する構成である。

【0060】

図４に示すように、ガス導入孔１７Ｂはカバー部材３０Ｂを板厚方向に貫通するように形成されており、噴出体４０Ｂがカバー部材３０Ｂに取り付けられた状態では、ガス貫通孔１７Ｂは噴出体４０Ｂの内部に形成されたガス流路４１Ｂに通じるよう構成されている。

【0061】

噴出体４０Ｂは、二つの分割体である第一分割体４５ａと第二分割体４５ｂにより構成されており、５つの噴出口４２Ｂと、各噴出口４２Ｂに通じるよう途中で流路が分岐されたガス流路４１Ｂを備える。第一分割体４５ａと第二分割体４５ｂにはそれぞれ冷却ガスが流動するガス流路４１Ｂとなり得る溝または貫通孔が形成されており、第一分割体４５ａと第二分割体４５ｂを組み合わせることにより、最終的にガス流路４１Ｂが完成する構成とされている。

【0062】

図５は、カバー部材３０Ｂを外した基板冷却装置１０Ｂの上面図である。また、図６は、図５に示すV２－V２線における基板冷却装置１０Ｂの縦断面図である。図６には。図５に示されていないカバー部材３０Ｂが示されている。尚、図６に示す噴出体４０Ｂについては、図の理解を容易にするためハッチングを省略している。図５および図６に示すように、本第二実施形態における噴出体４０Ｂは、冷却ガスを噴出する５つの噴出口４２Ｂと、各噴出口４２Ｂ通じ、内部に冷却ガスが流動するガス流路４１Ｂを備えており、カバー部材３０Ｂに着脱可能に固定された状態で、収容空間３４内に配置される。また、５つの噴出口４２Ｂは、第一実施形態における噴出口４２Ａと同様、基板Ｓの側面Ｓｃに対向するよう上下方向について同位置に形成され、かつ、左右方向について一列に整列するよう形成されている。

【0063】

また、図４～図６に示すように、基板冷却装置１０Ｂは、初期フローＦ１を表側フローＦａと裏側フローＦｂとに分岐させる分岐部材３８を備えている。分岐部材３８は薄板により形成されており、噴出口４２Ｂと収容空間３４に収容された基板Ｓとの間に位置するよう、支持部３６または載置台３５に取り付けられて配置されている。
尚、５つの噴出口４２Ｂの基板Ｓに対する位置関係は、第一実施形態における基板冷却装置１０Ａの５つの噴出口４２Ａと同一である。また、５つの噴出口４２Ｂから発生される冷却ガスの流動についても、初期フローＦ１を表側フローＦａと裏側フローＦｂに分岐させる方法を除いては第一実施形態における基板冷却装置１０Ａと同一であるため、その説明を省略する。

【0064】

本第二実施形態における基板冷却装置１０Ｂにおいては、ガス導入孔１７Ｂを、カバー部材３０Ｂの厚さ方向に向けて一方向に貫通させることにより形成できる。したがって、第一実施形態の基板冷却装置１０Ａのように本体３１Ａを構成する壁部１１にガス導入孔１７Ａを形成する場合と比較して、ガス導入孔１７Ｂの形成が容易となる。

【0065】

また、第一実施形態の基板冷却装置１０Ａと比較して、ガス導入孔１７Ｂの形成が容易となる代わりに、噴出体４０Ｂの内部に形成されたガス流路４１Ｂが分岐部を有することによって、噴出体４０Ｂの形成が困難になる場合がある。このような課題に対し、本第二実施形態における噴出体４０Ｂにおいては、第一分割体４５ａと第二分割体４５ｂに冷却ガスが流動するガス流路４１Ｂとなり得る溝または貫通孔を形成し、第一分割体４５ａと第二分割体４５ｂを組み合わせることにより、最終的にガス流路４１Ｂが完成する構成としている。したがって、第一分割体４５ａと第二分割体４５ｂのそれぞれに、ガス流路４１Ｂを形成し得る溝または貫通孔を形成すればよいので、最終的なガス流路４１Ｂの形状が複雑なものであっても容易に形成することができる。
尚、噴出体４０Ｂは二つの分割体である第一分割体４５ａと第二分割体４５ｂを組み合わせるものであるが、三つ以上の分割体を組み合わせる構成としてもよい。また、各分割体の間にシール部材を介在して気密性を高める構成としてもよい。

【0066】

また、基板冷却装置１０Ｂは、分岐部材３８により初期フローＦ１を表側フローＦａと裏側フローＦｂとに分岐させることから、初期フローＦ１が基板Ｓを前方向に押すことなく表側フローＦａと裏側フローＦｂに分岐できることから、初期フローＦ１による基板Ｓの位置ずれが生じるおそれがない。したがって、基板Ｓの位置ずれの発生を考慮することなく、初期フローＦ１の流速と流量の一方または両方を増加させることができ、基板Ｓの冷却効率を向上させることができる。すなわち、基板Ｓを所定温度にまで冷却するのに要する時間を短縮することができ、その結果、基板冷却装置１０Ｂを使用する基板処理装置１においては、基板Ｓに対する処理時間全体が短縮されスループットが向上する。
尚、本第二実施形態においては、基板Ｓの位置ずれが発生するおそれがないため、規制壁３７を省略した構成としてもよい。

【0067】

また、図６に示すように、噴出体４０Ｂは、噴出体４０Ｂと底壁内面３４ａとの間、および、噴出体４０Ｂと後方壁１１ｂの内側面１１ｇとの間に間隙を形成して収容空間３４に配置されている。したがって、カバー部材３０Ｂを本体３１Ｂに取り付ける作業時には、噴出体４０Ｂが固定されたカバー部材３０Ｂを下方に移動させて本体３１Ｂに取り付けることにより、噴出体４０Ｂが底壁内面３４ａと内側面１１ｇに接触することがない。すなわち、噴出体４０Ｂが底壁内面３４ａまたは内側面１１ｇに接触することによる損傷やパーティクルの発生が抑制される。

【0068】

＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態における基板冷却装置１０Ｃについて説明する。
図７～図１０においては、第一実施形態の基板冷却装置１０Ａまたは第二実施形態の基板冷却装置１０Ｂと共通する構成については、第一実施形態の基板冷却装置１０Ａおよび第二実施形態の基板冷却装置１０Ｂと同一の符号を付与し、その説明を省略する。また、基板冷却装置１０Ｃの使用方法は、基板冷却装置１０Ａと同一であるため、説明を省略し、以下においては、基板冷却装置１０Ｃに特有の構成、および、それによる作用効果について説明する。

【0069】

図７は、本発明の第三実施形態における基板冷却装置１０Ｃを示す分解斜視図である。
図７に示すように、基板冷却装置１０Ｃは、本体３１Ｃ、本体３１Ｃに取り付けられる板状のカバー部材３０Ｃ、冷却ガスを噴出する噴出体４０Ｃ、およびカバー部材３０Ｃと噴出体４０Ｃの間に配置されるスペーサー部材８０を備える。本体３１Ｃ、カバー部材３０Ｃ、噴出体４０Ｃ、およびスペーサー部材８０はいずれも金属材料により形成されている。

【0070】

噴出体４０Ｃは、それぞれ全体板状の表側流路部材５０Ｃ、中間部材７０、と裏側流路部材６０Ｃから成り、表側流路部材５０Ｃ、中間部材７０、および裏側流路部材６０Ｃを上下方向に、すなわちそれぞれの板厚方向に重なるようにして組み立てられる。
中間部材７０は、収容空間３４に収容された基板Ｓの表面Ｓａ上を流動する表側フローＦａを発生させる７つの表側噴出口５４Ｃと、基板Ｓの裏面Ｓｂ上を流動する裏側フローＦｂを発生させる７つの裏側噴出口６４Ｃを有する。尚、後述するように、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４は、いずれも中間部材７０に表側流路部材５０Ｃと裏側流路部材６０Ｃが組み合わせることにより周囲が閉塞された開口として完成するものである。また、本第三実施形態における表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃの開口形状はいずれも矩形状であるが、矩形状に限定されず、例えば円形状であってもよい。また、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃがすべて同一形状であることに限らない。
尚、カバー部材３０Ｃを本体３１Ａから取り外すことにより、噴出体４０Ｃは本体３１Ａの外部に取り外せる構成であるが、表側流路部材５０Ｃ、中間部材７０、および裏側流路部材６０Ｃのいずれかを個別に本体３１Ａから取り外し、所望の変更を施せる構成としてもよい。

【0071】

第三実施形態における基板冷却装置１０Ｃは、第一実施形態における基板冷却装置１０Ａと同様、ひとつのガス源２０とガス配管１９を備え、ガス配管１９は途中で表側ガス配管１９ｐと裏側ガス配管１９ｑに分岐するよう構成されている。また、カバー部材３０Ｃには、二つのガス配管接続部１８ｐ、１８ｑと、二つのガス配管接続部１８ｐ、１８ｑのそれぞれに通じる二つのガス導入孔１７ｐ、１７ｑが形成されている。一方のガス配管接続部１８ｐは、ガス源２０と表側ガス配管１９ｐを介して通じており、表側ガス配管１９ｐの途中には冷却ガスの流動を調整できるバルブ２１ｐが配置されている。他方のガス配管接続部１８ｑは、ガス源２０と裏側ガス配管１９ｑを介して通じており、裏側ガス配管１９ｑの途中には冷却ガスの流動を調整できるバルブ２１ｑが配置されている。

【0072】

さらに、ガス導入孔１７ｐは、噴出体４０Ｃの表側噴出口５４Ｃに通じており、ガス導入孔１７ｑは、噴出体４０Ｃの裏側噴出口６４Ｃに通じている。すなわち、ガス源２０から表側ガス配管１９ｐを通じて供給される冷却ガスは表側噴出口５４Ｃから噴出して表側フローＦａを生成し、ガス源２０から裏側ガス配管１９ｑを通じて供給される冷却ガスは裏側噴出口６４Ｃから噴出して裏側フローＦｂを生成する。つまり、本第三実施形態における基板冷却装置１０Ｃにおいては、表側フローＦａと裏側フローＦｂを生成する冷却ガスは、ひとつのガス源２０から表側ガス配管１９ｐと裏側ガス配管１９ｑ分岐を通じて別々に供給されるよう構成されている。
尚、ガス源を二つ使用し、一方のガス源を表側ガス配管１９ｐに接続し、他方のガス源を裏側ガス配管１９ｑに接続する構成してもよい。すなわち、カバー部材３０Ｃの二つのガス導入孔１７ｐ、１７ｑに異なるガス源から供給される冷却ガスを流動させるようにしてもよい。

【0073】

図８は、噴出体４０Ｃの分解斜視図である。
図８に示すように、表側流路部材５０Ｃの下面５０ａには、破線で示されるように、表側フローＦａを生成する冷却ガスが流動する表側第一溝部５５Ｃが形成されている。また裏側流路部材６０Ｃの表面６０ａには、裏側フローＦｂを生成する冷却ガスが流動する裏側第一溝部６５Ｃが形成されている。

【0074】

また、中間部材７０の上面７０ａには表側フローＦａを生成する冷却ガスが流動する表側第二溝部７１が形成されており、中間部材７０の下面７０ｂには、一部が破線で示されるように、裏側第二溝部７２が形成されている。また、中間部材７０の前側側面７０ｃには、上面７０ａ側に７つの表側噴出口５４Ｃが、下面７０ｂ側に７つの裏側噴出口６４Ｃが形成されており、各表側噴出口５４Ｃと各裏側噴出口６４は、それぞれ正面視で上面７０ａ側と下面７０ｂ側に開口する凹形状を成している。

【0075】

表側流路部材５０Ｃ、中間部材７０、および裏側流路部材６０Ｃを積層させて噴出体４０Ｃを組み立てた状態では、表側流路部材５０Ｃの表側第一溝部５５Ｃと中間部材７０の表側第二溝部７１が合わさって互いに閉塞し合うことで、表側フローＦａを生成する冷却ガスが流動するガス流路である表側流路５３Ｃが完成する。同様に、裏側流路部材６０Ｃの裏側第一溝部６５Ｃと中間部材７０の裏側第二溝部７２が合わさって互いに閉塞し合うことで、裏側フローＦｂを生成する冷却ガスが流動するガス流路である裏側流路６３Ｃが完成する。また、表側流路５３Ｃと裏側流路６３Ｃとは、噴出体４０Ｃの内部において互いに交わることなく形成されている。

【0076】

また、中間部材７０の各表側噴出口５４Ｃは、表側流路部材５０Ｃの下面５０ａによって上方が閉塞される。したがって、各表側噴出口５４Ｃは前後方向について周囲が閉塞され、冷却ガスを前方に噴出できるようになる。同様に、中間部材７０の各裏側噴出口６４Ｃは、裏側流路部材６０Ｃの上面６０ａによって下方が閉塞される。したがって、各裏側噴出口６４Ｃは前後方向について周囲が閉塞され、冷却ガスを前方に噴出できるようになる。
尚、本第三実施形態においては、表側流路部材５０Ｃと裏側流路部材６０Ｃは、それぞれ表側第一溝部５５Ｃと裏側第一溝部６５Ｃが形成されている構成としたが、表側第一溝部５５Ｃと裏側第一溝部６５Ｃは必ずしも形成されている必要はない。すなわち、表側流路部材５０Ｃの下面５０ａと裏側流路部材６０Ｃの上面６０ａはそれぞれ平坦な形状とされ、中間部材７０に形成された表側第二溝部７１と裏側第二溝部７２を単に閉塞するのみの構成であってもよい。すなわち、表側流路部材５０Ｃと裏側流路部材６０Ｃは、それぞれに流路が形成されている必要はなく、噴出体４０Ｃが組み立てられた結果、表側流路５３Ｃと裏側流路６３Ｃの一部を構成するものであればよい。

【0077】

また、噴出体４０Ｃは、三つの分割体である表側流路部材５０Ｃ、中間部材７０、および裏側流路部材６０Ｃを組み合わせることにより、表側流路５３Ｃと裏側流路６３Ｃを完成させる構成として捉えることができる。すなわち、本第三実施形態の基板冷却装置１０Ｃにおいては、噴出体４０Ｃが三つの分割体である表側流路部材５０Ｃ、中間部材７０、および裏側流路部材６０Ｃを組み合わせることにより表側流路５３Ｃと裏側流路６３Ｃを完成できることから、ガス流路の形成が容易になるとともに、より複雑なガス流路を形成することも可能となる。

【0078】

図７に示すように、スペーサー部材８０には、板厚方向に貫通し、ガス導入孔１７ｐとガス導入孔１７ｑにそれぞれ通じる二つの貫通孔８０ｐ、８０ｑが形成されている。また、図８に示すように、表側流路部材５０Ｃには、ガス導入孔１７ｐとガス導入孔１７ｑにそれぞれ通じる二つの貫通孔２２ｐ、２２ｑが形成されている。また、中間部材７０には、貫通孔２２ｑおよびガス導入孔１７ｑに通じる貫通孔２２ｒが形成されている。

【0079】

噴出体４０Ｃがカバー部材３０Ｃに取り付けられた状態においては、ガス導入孔１７ｐは、貫通孔８０ｐおよび貫通孔２２ｐを介して表側流路５３Ｃに通じている。また、ガス導入孔１７ｑは、貫通孔８０ｑ、貫通孔２２ｑ、貫通孔２２ｒを介して裏側流路６３Ｃに通じている。

【0080】

図９は、カバー部材３０Ｃを除いた基板冷却装置３０Ｃの上面図である。また、図１０は、基板冷却装置３０Ｃの図９に示すV３－V３線における縦断面図である。尚、図１０においては、図９に示されていないカバー部材３０Ｃが示されている。
図９に示すように、噴出体４０Ｃの７つの表側噴出口５４Ｃは、左右方向について等間隔で配置されており、基板Ｓの表面Ｓａの左右方向について全域に冷却ガスを均一に噴出できる構成である。また、図７および図８に示すように７つの裏側噴出口６４Ｃは、それぞれ各表側噴出口５４Ｃと左右方向について同位置に形成されており、基板Ｓの裏面Ｓｂの左右方向について全域に冷却ガスを均一に噴出できる構成である。

【0081】

図１０に示すように、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃは、基板Ｓの厚さ方向について、すなわち上下方向について、基板Ｓを挟んで所定間隔離間するように位置づけられている。表側噴出口５４Ｃは、収容空間３４に収容された基板Ｓの表面Ｓａ側に向けてガス源２０から表側ガス配管１９ｐを通じて供給される冷却ガスを前方向に噴出し、表面Ｓａ上を流動する表側フローＦａを発生させる。また、裏側噴出口６４Ｃは、収容空間３４に収容された基板Ｓの裏面Ｓｂ側に向けてガス源２０から裏側ガス配管１９ｑを通じて供給される冷却ガスを前方向に噴出し、裏面Ｓｂ上を流動する裏側フローＦｂを発生させる。

【0082】

本第三実施形態の基板冷却装置１０Ｃにおいては、第一実施形態の基板冷却装置１０Ａおよび第二実施形態の基板冷却装置１０Ｂと異なり、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃから前方に向かって一方向に発生される表側フローＦａと裏側フローＦｂは、それぞれ分岐することなく一方向に基板Ｓの表面Ｓａ側と裏面Ｓｂ側を流動する構成である。すなわち、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃが上下方向について基板Ｓを挟みつつ所定間隔離間させることにより、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃから、基板Ｓの側面Ｓｃにより分岐されることなく、基板Ｓの表面Ｓａ上と裏面Ｓｂ上を一方向に流動する表側フローＦａと裏側フローＦｂを直接発生させることができる。

【0083】

本第三実施形態における基板冷却装置１０Ｃによれば、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃから、表側フローＦａと裏側フローＦｂをそれぞれ個別に発生させることができる。また、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃに供給される冷却ガスの流量または流速を、表側ガス配管１９ｐおよび裏側ガス配管１９ｑに配置されたバルブ２１ｐ、バルブ２１ｑを個別に制御することにより、表側フローＦａと裏側フローＦｂの流量または流速を独立して制御できる。したがって、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃを個別に調整することにより、表側フローＦａと裏側フローＦｂを個別に調整でき、その結果、より均一に基板を冷却することができる。
尚、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃを個別に調整することは、例えば、各表側噴出口５４Ｃと各裏側噴出口６４Ｃの開口形状や開口面積を個別に調整することや、冷却ガスを噴出する向きをそれぞれ変更することを含んでおり、基板Ｓの表面Ｓａと裏面Ｓｂとの間の一方向における冷却差の発生を抑制するあらゆる調整を含んでいる。

【0084】

特に、本第三実施形態における基板冷却装置１０Ｃにおいては、表側流路５３Ｃと裏側流路６３Ｃは互いに交わることなく形成されている。したがって、表側ガス配管１９ｐおよび裏側ガス配管１９ｑに配置されたバルブ２１ｐ、バルブ２１ｑを個別に制御することにより、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃに供給される冷却ガスの流量または流速を個別に制御できる。したがって、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃから噴出する冷却ガスの流量または流速をそれぞれ個別に制御することにより、表側フローＦａの流量または流速と、裏側フローＦｂの流量または流速を個別に調整することができる。したがって、表側フローＦａと裏側フローＦｂのそれぞれについて、流速と流量の一方または両方を調整することができる。したがって、表側フローＦａと裏側フローＦｂをより確実に独立して調整できることから、基板Ｓの表面Ｓａと裏面Ｓｂとの間の一方向における冷却差の発生をより確実に抑制することができ、その結果、基板をより均一に冷却することができる。

【0085】

また、複数の表側噴出口５４Ｃと複数の裏側噴出口６４Ｃは、左右方向について互い違いに配置されるよう構成されていてもよい。また、表側噴出口５４Ｃおよび裏側噴出口６４Ｃの少なくとも一方は、基板Ｓに向けて左右方向から上下方向に傾くような方向に向けて冷却ガスを噴出するものであってもよい。また、スペーサー部材８０と中間部材７０の厚さを変更することにより、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃの基板Ｓに対する位置を変更できるよう構成されていてもよい。
尚、スペーサー部材８０は、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃの基板Ｓに対する上方方向の位置を調整するために必要に応じて使用されるものであり、スペーサー部材８０を省略することも可能である。

【0086】

また、図８に示すように、噴出体４０Ｃの中間部材７０には、表側噴出口５４Ｃに連なる表側規制面５６Ｃが形成されている。図１０に示すように、表側規制面５６Ｃは、表側噴出口５４Ｃに連なる表側流路５３Ｃの下面として形成されている。同様に、図８に示すように、噴出体４０Ｃの中間部材７０には、裏側噴出口６４Ｃに連なる裏側規制面６６Ｃが形成されている。図１０に示すように、裏側規制面６６Ｃは、裏側噴出口６４Ｃに連なる裏側流路６３Ｃの上面として形成されている。

【0087】

表側規制面５６Ｃは、表側噴出口５４Ｃから噴出する冷却ガスが、基板Ｓの側面Ｓｃに衝突することを規制し、基板Ｓの表面Ｓａ側に確実に流動するよう誘導するものである。同様に、裏側規制面６６Ｃは、裏側噴出口６４Ｃから噴出する冷却ガスが、基板Ｓの側面Ｓｃに衝突することを規制し、基板Ｓの裏面Ｓｂ側に確実に流動するよう誘導するものである。

【0088】

本第三実施形態における基板冷却装置１０Ｃにおいては、噴出体４０Ｃが表側規制面５６Ｃおよび裏側規制面６６Ｃを備えることにより、表側噴出口５４Ｃおよび裏側噴出口６４Ｃから噴出した直後の冷却ガスが基板Ｓの側面Ｓｃに衝突することが規制され、る。したがって、表側噴出口５４Ｃと裏側噴出口６４Ｃのそれぞれから噴出される冷却ガスの流量または流速を増加させた場合であっても、基板Ｓの側面Ｓｃが冷却ガスにより押されるようにして発生し得る基板Ｓの位置ずれが発生することはない。その結果、基板Ｓの位置ずれの発生を考慮することなく表側フローＦａと裏側フローＦｂの流量または流速を増加させることができ、基板Ｓを所定の温度にまで冷却するのに必要な時間を短縮することができる。
尚、表側規制面５６Ｃと裏側規制面６６Ｃはともに冷却ガスが基板Ｓの側面Ｓｃに完全に衝突することを防止できる必要はなく、基板Ｓの位置ずれが発生しない程度に抑制できるものであればよい。

【0089】

また、本第三実施形態における基板冷却装置１０Ｃにおいては、噴出体４０Ｃの表側噴出口５４Ｃおよび裏側噴出口６４Ｃを基板Ｓの側面Ｓｃに近づけるほど、表側噴出口５４Ｃおよび裏側噴出口６４Ｃから広がるように発生する噴流が基板Ｓの側面に衝突することなく基板Ｓの表面Ｓａ上と裏面Ｓｂ上を流動でき、冷却効率が向上する。言い換えれば、表側噴出口および裏側噴出口の位置をより基板Ｓの側面Ｓｃに近づけられる噴出体に交換することで冷却効率を向上させることも可能である。

【0090】

次に、本発明の第三実施形態の噴出体４０Ｃの変形例である噴出体４０Ｄついて説明する。噴出体４０Ｄは、基板冷却装置１０Ｃに対して前述の噴出体４０Ｃと置き換えて使用することができる構成とされており、噴出体４０Ｄの使用方法は、噴出体４０Ｃと同一であるため、説明を省略する。以下においては、噴出体４０Ｄに特有の構成、および、それによる作用効果について説明する。

【0091】

図１１は、噴出体４０Ｄを示す斜視図である。
噴出体４０Ｄは、カバー部材３０Ｃに取り付けられて使用されるものであり、表側流路部材５０Ｄと裏側流路部材６０Ｄを上下方向に積層させるように組み立てることにより構成される。表側流路部材５０Ｄは、収容空間３４に収容された基板Ｓの表面Ｓａ上を流動する表側フローＦａを発生させる７つの表側噴出口５４Ｄを有する。また、裏側流路部材６０Ｄは、収容空間３４に収容された基板Ｓの裏面Ｓｂ上を流動する裏側フローＦｂを発生させる７つの裏側噴出口６４Ｄを有する。７つの表側噴出口５４Ｄと７つの表側噴出口５４Ｄの開口形状は円形状であるが、円形状に限らず、例えば矩形状であってもよい。

【0092】

また、噴出体４０Ｄがカバー部材３０Ｃに取り付けられた状態では、表側流路部材５０Ｄの表側噴出口５４Ｄは、カバー部材３０Ｃのガス導入孔１７ｐに通じるよう構成されており、同様に、裏側流路部材６０Ｄの裏側噴出口６４Ｄは、カバー部材３０Ｃのガス導入孔１７ｑに通じるよう構成されている。つまり、噴出体４０Ｄにおいても、表側フローＦａと裏側フローＦｂはひとつのガス源２０から途中で分岐するようにして供給された冷却ガスにより生成されるよう構成されている。

【0093】

図１２は、噴出体４０Ｄの分解斜視図である。
図１２に示すように、表側流路部材５０Ｄは、表側フローＦａを生成する冷却ガスが流動し、溝および噴出口５４Ｄに通じる貫通孔により構成される表側流路５３Ｄが形成された表側本体部５１Ｄと、表側本体部５１Ｄの開口を閉塞する表側蓋部５２Ｄを備える。より正確には、表側流路５３Ｄは、表側本体部５１Ｄに形成された溝が表側蓋部５２Ｄにより閉塞されることで流路として完成するものである。また、裏側流路部材６０Ｄは、裏側フローＦｂを生成する冷却ガスが流動し、溝および噴出口６４Ｄに通じる貫通孔により構成される裏側流路６３Ｄが形成された裏側本体部６１Ｄと、裏側本体部６１Ｄの開口を閉塞する裏側蓋部６２Ｄを備える。より正確には、裏側流路６３Ｄは、裏側本体部６１Ｄに形成された溝が裏側蓋部６２Ｄにより閉塞されることで流路として完成するものである。また、表側流路５３Ｄと裏側流路６３Ｄは、互いに交わることなく形成されている。

【0094】

また、表側流路部材５０Ｄは、二つの分割体である表側本体部５１Ｄと表側蓋部５２Ｄとを組み合わせることにより表側流路５３Ｄを完成させる構成として捉えることができる。同様に、裏側流路部材６０Ｄは、二つの分割体である裏側本体部６１Ｄと裏側蓋部６２Ｄとを組み合わせることにより裏側流路５３Ｄを完成させる構成として捉えることができる。

【0095】

また、噴出体４０Ｄは、二つの分割体である表側流路部材５０Ｄと裏側流路部材６０Ｄとを組み合わせることにより、冷却ガスが流動するガス流路を完成させる構成として捉えることができる。さらに、噴出体４０Ｄは、四つの分割体である表側本体部５１Ｄ、表側蓋部５２Ｄ、裏側本体部６１Ｄ、および裏側蓋部６２Ｄを組み合わせることにより冷却ガスが流動するガス流路を完成させる構成として捉えてもよい。
尚、表側本体部５１Ｄ、表側蓋部５２Ｄ、裏側本体部６１Ｄ、および裏側蓋部６２Ｄの間にはそれぞれパッキン等のシール部材を介在させて組み立てられていてもよい。また、表側本体部５１Ｄ、表側蓋部５２Ｄ、裏側本体部６１Ｄ、および裏側蓋部６２Ｄのいずれか、またはすべてがさらに複数の分割体によって構成されるものであってもよい。

【0096】

また、図１２に示すように、表側蓋部５２Ｄには、ガス導入孔１７ｐとガス導入孔１７ｑにそれぞれ通じる二つの貫通孔２２ｓ、２２ｔが形成されている。また、表側本体部５１Ｄと裏側蓋部６２Ｄには、それぞれ貫通孔２２ｔおよびガス導入孔２２ｑに通じる貫通孔２２ｕ、２２ｖが形成されている。噴出体４０Ｄがカバー部材３０Ｄに取り付けられた状態においては、ガス導入孔１７ｐは、貫通孔２２ｓを介して表側流路５３Ｄに通じている。また、ガス導入孔１７ｑは、貫通孔２２ｔ、貫通孔２２ｕ、貫通孔２２ｖを介して裏側流路６３Ｄに通じている。

【0097】

また、図１１に示すように、噴出体４０Ｄの７つの表側噴出口５４Ｄは、左右方向について等間隔で配置されており、基板Ｓの表面Ｓａの左右方向について全域に冷却ガスを均一に噴出できる構成である。また、図７および図８に示すように７つの裏側噴出口６４Ｄは、それぞれ各表側噴出口５４Ｄと左右方向について同一の位置に形成されており、基板Ｓの裏面Ｓｂの左右方向について全域に冷却ガスを均一に噴出できる構成である。

【0098】

図１３は、噴出体４０Ｄを使用した基板冷却装置３０Ｃの断面図である。尚、図１３における断面の切断位置は図１０の断面図と同位置である。
図１３に示すように、表側噴出口５４Ｄと裏側噴出口６４Ｄは、基板Ｓの厚さ方向について、すなわち上下方向について、基板Ｓを挟んで所定間隔離間するように位置づけられている。表側噴出口５４Ｄは、収容空間３４に収容された基板Ｓの表面Ｓａ側に向けてガス源２０から表側ガス配管１９ｐを通じて供給される冷却ガスを噴出し、表面Ｓａ上を流動する表側フローＦａを発生させる。また、裏側噴出口６４Ｄは、収容空間３４に収容された基板Ｓの裏面Ｓｂ側に向けてガス源２０から裏側ガス配管１９ｑを通じてから供給される冷却ガスを噴出し、裏面Ｓｂ上を流動する裏側フローＦｂを発生させる。

【0099】

図１１に示すように、裏側蓋部６２Ｄは、表側噴出口５４Ｄから噴出した直後の冷却ガスが基板Ｓの側面Ｓｃに衝突することを規制する表側規制面５６Ｄと、裏側噴出口６４Ｄから噴出した直後の冷却ガスが基板Ｓの側面Ｓｃに衝突することを規制する裏側規制面と６６Ｄを備えている。表側規制面５６Ｄと裏側規制面と６６Ｄは、それぞれ裏側蓋部６２Ｄの表面と裏面を成すよう形成されおり、表側規制面５６Ｄと裏側規制面と６６Ｄはともに、表側噴出口５４Ｄと裏側噴出口５４Ｄよりも前方に延長されるように形成されている。

【0100】

図１３に示すように、裏側蓋部６２Ｄは、基板Ｓの側面Ｓｃと上下方向について略同一に位置して対向するように配置されている。したがって、表側噴出口５４Ｄから噴出した直後の冷却ガスは、表側規制面５６Ｄによって流動方向が規制され、基板Ｓの側面Ｓｃに衝突することが抑制される。同様に、裏側噴出口６４Ｄから噴出した直後の冷却ガスは、裏側規制面６６Ｄによって流動方向が規制され、基板Ｓの側面Ｓｃに衝突することが抑制される。

【0101】

すなわち、噴出体４０Ｄの構成によれば、表側規制面５６Ｄを備えることにより、表側噴出口５４Ｄから噴出した直後の冷却ガスにより基板Ｓの側面Ｓｃが押されることがない。また、裏側規制面６６Ｄを備えることにより、裏側噴出口６４Ｄから噴出した直後の冷却ガスにより基板Ｓの側面Ｓｃが押されることがない。したがって、表側噴出口５４Ｄと裏側噴出口６４Ｄのそれぞれから噴出される冷却ガスの流量または流速を増加させた場合であっても、基板Ｓの側面Ｓｃが冷却ガスにより押されることが抑制される。その結果、基板Ｓの位置ずれの発生を考慮することなく表側フローＦａと裏側フローＦｂの流量または流速を増加させることができ、基板Ｓを所定の温度にまで冷却するのに必要な時間を短縮することができる。

【0102】

尚、表側規制面５６Ｄと裏側規制面６６Ｄは、裏側蓋部６２Ｄに形成される構成とされているが、裏側蓋部６２Ｄとは異なる板状部材を用意し、その板状部材に表側規制面５６Ｄと裏側規制面６６Ｄを形成してもよい。この場合、板状部材は一枚であることに限らず、表側規制面５６Ｄと裏側規制面６６Ｄがそれぞれ形成される二枚の板状部材を使用する構成としてもよい。

【0103】

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0104】

Ｓ 基板
Ｓａ 表面
Ｓｂ 裏面
Ｓｃ 側面
Ｆ１ 初期フロー
Ｆａ 表側フロー
Ｆｂ 裏側フロー
Ｆ２ 排出フロー
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 基板冷却装置
１２ 排出部
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ カバー部材
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ 本体
３４ 収容空間
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ 噴出体
４１Ａ、４１Ｂ ガス流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】