JPH0268847A - Sample stage - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ウェハやガラスマスク等の試料を搭載してＸ
−Ｙ方向に位置移動可能な試料ステージに関するもので
ある。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides an X
- This relates to a sample stage that is movable in the Y direction.
従来、半導体装置等に用いられる試料ステージは、一定
温度に′Ｍ御することが要求されていた。Conventionally, sample stages used in semiconductor devices and the like have been required to be kept at a constant temperature.
このため、試料ステージ内に恒温化した流体を循環させ
る流路またはパイプが設けられていた。この流路は切削
等による機械加工で形成されており、加工性の点から重
量がある金属（例えば、ステンレス）が用いられていた
。また、パイプの場合も強度の面から金属パイプが用い
られていた。For this reason, a flow path or pipe for circulating a constant temperature fluid was provided within the sample stage. This channel is formed by machining such as cutting, and heavy metal (for example, stainless steel) is used from the viewpoint of workability. Also, metal pipes were used from the viewpoint of strength.
また、通常試料を保持するための静電チャック部分は、
試料ステージとは別に製作されていた。In addition, the electrostatic chuck part that normally holds the sample is
It was manufactured separately from the sample stage.
しかしながら従来の試料ステージは、熱分布の均一性を
確保し、かつ恒温流体による振動を制御するため、恒温
流体を循環させる流路またはパイプを多数の小流路で形
成する必要があった。このため、切削等の機械加工の加
工費用が甚大となる欠点があった。However, in the conventional sample stage, in order to ensure uniformity of heat distribution and control vibrations caused by the constant temperature fluid, it is necessary to form a flow path or pipe for circulating the constant temperature fluid with a large number of small channels. For this reason, there was a drawback that processing costs for machining such as cutting were enormous.
また、機械加工の加工性及び熱転温性から、重量のある
金属が用いられているため、試料ステージのＸ−Ｙ移動
の運動性能を低下させる結果となった。さらに、電子ビ
ーム等の電荷ビーム光学系を用いる半導体装置において
は、試料上面を金属等の導電性の部材で構成すると、電
磁レンズからの漏洩磁場内を試料ステージが移動するこ
とにより渦電流が発生し、この渦電流が形成する電場に
よって電荷ビーム軌道に悪影響を与えていた。Furthermore, since a heavy metal is used in terms of machining workability and heat transferability, the performance of X-Y movement of the sample stage is reduced. Furthermore, in a semiconductor device that uses a charge beam optical system such as an electron beam, if the top surface of the sample is made of a conductive member such as metal, eddy currents are generated when the sample stage moves within the leakage magnetic field from the electromagnetic lens. However, the electric field formed by this eddy current had a negative effect on the charge beam trajectory.
また、試料を保持するための静電チャック部分を別途に
製作して試料上面に接続していたため、高速移動に必須
の試料ステージの軽量化が阻害され、部品点数の増加に
よる信頬性の低下が問題となると共に、静電チャック部
の製作費用が高価になるという欠点があった。In addition, because the electrostatic chuck part for holding the sample was manufactured separately and connected to the top surface of the sample, it was difficult to reduce the weight of the sample stage, which is essential for high-speed movement, and the reliability decreased due to the increased number of parts. This poses a problem and also has the disadvantage that the manufacturing cost of the electrostatic chuck section is high.
本発明に係る試料ステージは、試料の搭載面の内部に設
けられた多孔質材からなる流体経路を備えている。The sample stage according to the present invention includes a fluid path made of a porous material provided inside the sample mounting surface.
また、試料の搭載面の内部に設けられ試料に対して静電
保持力を発生させる電極を備えている。It also includes an electrode that is provided inside the sample mounting surface and generates an electrostatic holding force to the sample.
（作用〕 恒温流体は、多孔質材からなる流体経路を循環する。(effect) The constant temperature fluid circulates through a fluid path made of porous material.
また、電極に電圧を印加することにより、試料を搭載面
に吸着する。Further, by applying a voltage to the electrodes, the sample is attracted to the mounting surface.
以下、本発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明に係る一実施例を示した電子ビーム露光
装置に用いられる試料ステージの概略図である。図にお
いて、１１は電子光学系、１２は電子光学系１１で設定
される電子ビームの軌道であり、この電子ビームがウェ
ハ１３上でパタンを描画する。また、１４は真空容器で
あり、この内部に本発明の試料ステージ５ｏが格納され
ている。FIG. 1 is a schematic diagram of a sample stage used in an electron beam exposure apparatus showing one embodiment of the present invention. In the figure, 11 is an electron optical system, 12 is a trajectory of an electron beam set by the electron optical system 11, and this electron beam draws a pattern on a wafer 13. Further, 14 is a vacuum container, and a sample stage 5o of the present invention is stored inside this vacuum container.
試料ステージ５０はウェハ１３を保持してＸ−Ｙ平面を
移動する上面基準部３ｏがらなり、この上面基準部３０
はモータ１８に連結された送りネジ１７を介して転動体
案内１５の上の中間ステージ１９が移動することにより
、Ｘ方向に位置移動することができる。また、図示して
いないが同様な送りネジとモータとがもう１ｉＪｌあり
、転動体案内１６の上の上面基準部３０をＹ方向（図面
に垂直な方向）に位置移動することができる。なお、電
線６０は後述する電極へ給電するためのものである。The sample stage 50 consists of an upper reference part 3o that holds the wafer 13 and moves on the X-Y plane.
can be moved in the X direction by moving the intermediate stage 19 on the rolling element guide 15 via the feed screw 17 connected to the motor 18. Although not shown, there is another similar feed screw and motor for 1 iJl, which allows the upper surface reference portion 30 above the rolling element guide 16 to be moved in the Y direction (direction perpendicular to the drawing). Note that the electric wire 60 is for feeding power to electrodes to be described later.
第２図は第１図における上面基準部３０の内部構造を示
した概略図である。図において、上面基準部３０は、ウ
ェハ１３の上面を一定の高さに設定するもので、基準面
３０ａにウェハ１３の上面を押し当てることにより、こ
の高さを保っている。FIG. 2 is a schematic diagram showing the internal structure of the upper surface reference part 30 in FIG. 1. In the figure, the upper surface reference section 30 sets the upper surface of the wafer 13 at a constant height, and maintains this height by pressing the upper surface of the wafer 13 against the reference surface 30a.
本実施例では、基準面３０ａとウェハテーブル２０との
間にウェハ１３の周辺部を挟み込み、このウェハテーブ
ル２０を押上バネ４０″ｉ？基準面３０ａに押さえつけ
る構造となっている。なおζ上面基準部３０はＳｉＣを
主体とする半導電性セラミクス材料から製作されている
。また、ウェハテーブル２０はＸ−Ｙ移動により、ウェ
ハ交換位置に達したとき、ウェハ押上・押下機構で押し
下げられてウェハ交換可能な状態になるが、ここではそ
の詳細については省略する。In this embodiment, the periphery of the wafer 13 is sandwiched between the reference surface 30a and the wafer table 20, and the wafer table 20 is pressed against the reference surface 30a by the push-up spring 40''i?Note that the ζ top surface is referenced. The part 30 is made of a semiconductive ceramic material mainly composed of SiC. When the wafer table 20 reaches the wafer exchange position by X-Y movement, it is pushed down by the wafer push-up/down mechanism and the wafer is exchanged. Although this is possible, we will omit the details here.
次に、第３図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の要部にあた
るウェハテーブル２０の構造を示したもので、同図（ａ
）はウェハテーブル２０をウェハ搭載面から見た平面断
面図、同図（ｂ）は正面から見た正面断面図である。ま
た、同図（ａ）は同図（ｂ）におるウェハテーブル２０
のＨａ−■ａ断面を示し、同図（ｂ）は同図（ａ）にお
るウェハテーブル２０のＩｆｆｂ−ｍｂ断面を示してい
る。Next, FIGS. 3(a) and 3(b) show the structure of the wafer table 20, which is the main part of the present invention.
) is a plan sectional view of the wafer table 20 as seen from the wafer mounting surface, and FIG. 3(b) is a front sectional view as seen from the front. In addition, the wafer table 20 in the same figure (a) in the same figure (b)
FIG. 3B shows a cross section along the line Iffb-mb of the wafer table 20 in FIG.
さて、ウェハテーブル２ｏは、第３図（ｂ）に示すよう
に、セラミクス材からなるウェハテーブル２０ａ、２０
ｂ、２０ｃの三層構造を形成している。そして、とのウ
ェハテーブル２０ａの上面とウェハテーブル２０ｂの下
面とに溝部が設けられ、恒温流体が流れる経路２１と恒
温流体の供給路２２ａ、２３ａが形成されている。この
経路２１には多孔質セラミクス材が充填されており、第
３図（ａ）示すのように試料の搭載面全面にわたり蛇行
して形成されている０周知のように焼結前のセラミクス
材料は優れた機械加工性を持っており、そのためこのよ
うな恒温流体の経路を容易に形成することができる。ま
た、ウェハテーブル２０ｂの上面には静電力でウェハ１
３をウェハテーブル２０に吸着させるための電極２４．
２５が形成されている。この電極２４．２５は金属膜か
らなり、ウェハ１３の搭載面全面にわたって形成されて
いる。そして、上記のウェハテーブル２０３〜２０Ｃは
、重ね合わせて焼結され熱拡散により接合されている。Now, as shown in FIG. 3(b), the wafer table 2o is composed of wafer tables 20a and 20 made of ceramic material.
It forms a three-layer structure of b and 20c. Grooves are provided in the upper surface of the wafer table 20a and the lower surface of the wafer table 20b, forming a path 21 through which constant-temperature fluid flows and constant-temperature fluid supply paths 22a and 23a. This path 21 is filled with a porous ceramic material, which is formed in a meandering manner over the entire surface of the sample mounting surface as shown in FIG. It has excellent machinability, so it can easily form such a constant temperature fluid path. Further, the wafer 1 is placed on the upper surface of the wafer table 20b by electrostatic force.
3 to the wafer table 20.
25 is formed. The electrodes 24 and 25 are made of a metal film and are formed over the entire mounting surface of the wafer 13. The wafer tables 203 to 20C described above are overlapped, sintered, and bonded together by thermal diffusion.
ここで、接合に万全を期するために各ウェハテーブルの
接合面に多孔質セラミクス材を薄く塗布して焼結する場
合もある。なお、恒温流体を供給するパイプ２２，２３
、及び電極２４゜２５へ電圧を供給するコネクタ２６．
２７は、上記の焼結後、必要とされる形状精度が確保で
きるまで外形をダイヤモンドで研磨して取付けられる。Here, in order to ensure perfect bonding, a porous ceramic material may be applied thinly to the bonding surface of each wafer table and then sintered. Note that the pipes 22 and 23 supplying constant temperature fluid
, and a connector 26 for supplying voltage to the electrodes 24, 25.
After the above sintering, the outer shape of the part 27 is polished with a diamond until the required shape accuracy is secured.
次に、上記の構成において、パイプ２２より恒温流体（
例えば、恒温空気）を第３図（ａ）に示す矢印の方向に
供給すると、この恒温空気は経路２１に形成された多孔
質セラミクス材からなる極めて多数の小流路を通過し、
パイプ２３より排出される。これにより、ウェハテーブ
ル２０全体が均一の温度に保つことができる。また、コ
ネクタ２６．２７を介して電圧が電極２４．２５に印加
すると、ウェハテーブル２０に搭載されるウェハ１３に
対して静電力が発生し、このウェハ１３をウェハテーブ
ル２０上面に吸着することができる。Next, in the above configuration, a constant temperature fluid (
For example, when constant temperature air is supplied in the direction of the arrow shown in FIG. 3(a), this constant temperature air passes through a large number of small channels made of porous ceramic material formed in the path 21
It is discharged from the pipe 23. Thereby, the entire wafer table 20 can be kept at a uniform temperature. Further, when a voltage is applied to the electrodes 24.25 via the connectors 26.27, electrostatic force is generated against the wafer 13 mounted on the wafer table 20, and this wafer 13 can be attracted to the upper surface of the wafer table 20. can.
これにより、ウェハ１３は、ウェハテーブル２０と同様
に均一の温度に保たれ、ウェハテーブル２０に確実に保
持される。As a result, the wafer 13 is maintained at a uniform temperature similarly to the wafer table 20 and is securely held on the wafer table 20.
このように本実施例における試料ステージ５０は、ウェ
ハテーブル２０の温度を’Ｍｌ ｊ’ｆｆＪするための
恒温空気の経路２１を多孔質セラミクス材で形成してい
るため、僅かの加工で極めて多数の小経路を形成するこ
とができ、切削等の機械加工の費用を低減することがで
きる。As described above, in the sample stage 50 of this embodiment, since the constant temperature air path 21 for controlling the temperature of the wafer table 20 is formed of porous ceramic material, an extremely large number of A small path can be formed, and the cost of machining such as cutting can be reduced.
また、ウェハテーブル２０を高い熱伝導性を有するセラ
ミクス材で構成しているため、軽量化を図ることができ
、試料ステージの運動性能を高めることができる。さら
に、上面基準部３０も半導電性セラミクスで構成されて
いるため、渦電流の発生及び電子ビームの帯電（チャー
ジアップ）の発生を抑止できる。Further, since the wafer table 20 is made of a ceramic material having high thermal conductivity, it is possible to reduce the weight and improve the movement performance of the sample stage. Furthermore, since the upper surface reference portion 30 is also made of semiconductive ceramics, generation of eddy currents and charging of electron beams (charge-up) can be suppressed.
また、ウェハテーブル２０内に静電チャック部にあたる
電極２４．２５を設けているため、試料ステージの軽量
化が促進され、部品点数の削減により、信頼性の向上を
図ることができる。さらに、静電チャックを別途に製作
していた従来に比べ、製作費を低減することができる。Furthermore, since the electrodes 24 and 25 serving as the electrostatic chuck portion are provided within the wafer table 20, the weight of the sample stage can be reduced, and reliability can be improved by reducing the number of parts. Furthermore, compared to the conventional method in which the electrostatic chuck was manufactured separately, manufacturing costs can be reduced.
なお、上記実施例では経路２１の平面形状を蛇行させた
形として説明したが、さらに温度分布の均一性を確保し
たい場合には、恒温空気の供給をウェハテーブル２０の
中央から行ない、この部分を中心に経路を放射状に形成
してもよい。In the above embodiment, the planar shape of the path 21 has been described as meandering, but if it is desired to further ensure uniformity of temperature distribution, constant temperature air is supplied from the center of the wafer table 20, and this portion is Paths may be formed radially around the center.
以上説明のように本発明は、試料の搭載面の内部に設け
られた多孔質材からなる流体経路を備えているため、僅
かの加工で極めて多数の小経路を形成することができ、
切削等の機械加工の費用を低減することができる。As explained above, since the present invention includes a fluid path made of a porous material provided inside the sample mounting surface, it is possible to form an extremely large number of small paths with a small amount of processing.
The cost of machining such as cutting can be reduced.
また、試料の搭載面の内部に設けられた試料に対して静
電保持力を発生させる電極を備えているため、試料ステ
ージの軽量化が促進され、部品点数の削減により、信頼
性の向上を図ることができる。さらに、静電チャックを
別途に製作していた従来に比べて製作費を低減すること
ができる。In addition, since it is equipped with an electrode that generates electrostatic holding force against the sample provided inside the sample mounting surface, the weight of the sample stage is promoted, and reliability is improved by reducing the number of parts. can be achieved. Furthermore, manufacturing costs can be reduced compared to the conventional method in which the electrostatic chuck was manufactured separately.
第１図は本発明に係る一実施例を示した電子ビーム露光
装置に用いられる試料ステージの概略図、第２図は第１
図における上面基準部３０の内部構造を示した概略図、
第３図（ａ）はウェハテーブル２０をウェハ搭載面から
見た平面断面図、第３図（ｂ）はウェハテーブル２０を
正面から見た正面断面図ある。
１３・・・ウェハ、１５．１６ ・・・転動体案内、
１７・・・送りネジ、１８・・・モータ、１９・・・中
間ステージ、２０・・・ウェハテーブル、２１・・・経
路、２１ａ ・・・多孔質セラミクス、２２．２３
・・・パイプ、２２ａ、２３ａ ・・・供給路２４
．２５ ・・・電極、２６、２７・・・コネクタ。
特許出願人 日本電信電話株式会社FIG. 1 is a schematic diagram of a sample stage used in an electron beam exposure apparatus showing one embodiment of the present invention, and FIG.
A schematic diagram showing the internal structure of the upper reference part 30 in the figure,
FIG. 3(a) is a plan sectional view of the wafer table 20 viewed from the wafer mounting surface, and FIG. 3(b) is a front sectional view of the wafer table 20 viewed from the front. 13...Wafer, 15.16...Rolling element guide,
17... Feed screw, 18... Motor, 19... Intermediate stage, 20... Wafer table, 21... Route, 21a... Porous ceramics, 22.23
... Pipes, 22a, 23a ... Supply path 24
．． 25... Electrode, 26, 27... Connector. Patent applicant Nippon Telegraph and Telephone Corporation
Claims (2)
方向に位置移動可能な試料ステージにおいて、前記試料
の搭載面の内部に設けられた多孔質材からなる流体経路
を備えたことを特徴とする試料ステージ。(1) Load samples such as wafers and glass masks and
What is claimed is: 1. A sample stage movable in a direction, characterized in that the sample stage is provided with a fluid path made of a porous material provided inside the sample mounting surface.
れ試料に対して静電保持力を発生させる電極を備えたこ
とを特徴とする試料ステージ。(2) The sample stage according to claim 1, further comprising an electrode that is provided inside the sample mounting surface and generates an electrostatic holding force to the sample.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63220543A JPH0268847A (en) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | Sample stage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63220543A JPH0268847A (en) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | Sample stage |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0268847A true JPH0268847A (en) | 1990-03-08 |
Family
ID=16752638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63220543A Pending JPH0268847A (en) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | Sample stage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0268847A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5178586A (en) * | 1990-07-10 | 1993-01-12 | Mitsuboshi Belting Ltd. | Toothed belt |
| US6734439B2 (en) * | 2001-10-25 | 2004-05-11 | Allan Weed | Wafer pedestal tilt mechanism and cooling system |
-
1988
- 1988-09-05 JP JP63220543A patent/JPH0268847A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5178586A (en) * | 1990-07-10 | 1993-01-12 | Mitsuboshi Belting Ltd. | Toothed belt |
| US6734439B2 (en) * | 2001-10-25 | 2004-05-11 | Allan Weed | Wafer pedestal tilt mechanism and cooling system |
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