JPH0363218B2 - - Google Patents

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JPH0363218B2
JPH0363218B2 JP58050595A JP5059583A JPH0363218B2 JP H0363218 B2 JPH0363218 B2 JP H0363218B2 JP 58050595 A JP58050595 A JP 58050595A JP 5059583 A JP5059583 A JP 5059583A JP H0363218 B2 JPH0363218 B2 JP H0363218B2
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wafer
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Ee Meieru Heruberuto
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PAAKIN ERUMAA TSUENZOORU ANSHUTARUTO
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PAAKIN ERUMAA TSUENZOORU ANSHUTARUTO
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加工片保持装置に関し、詳言すれ
ば、加工片の下方に直接配置された開口を有する
支持プレートを備え、前記開口が真空発生用手段
と接続している加工片、とくに半導体ウエーハの
保持装置に関するものである。
かかる装置はマスクのプロジエクシヨンコピー
に際してウエーハと共に利用され、かつ厳密に言
えばウエーハ上に塗布されたフオトラツクに対す
る本来の露光に際してのみならず、場合によつて
設けられるプレポジシヨン装置(プレアラインメ
ントステーシヨン)においても利用される。
良く知られているようにフオトリソグラフイツ
ク製造に際してシリコン基盤は感光ラツクで覆わ
れかつ感光層はマスクから写し出される転写パタ
ーンがその表面に一定時間露光される。この過程
は一般に繰り返して連続的に同一位置において行
なわれる。この繰り返しおよび連続的な露光操作
はウエーハの膨脹または収縮を伴いマスク像の拡
大または縮小の変化を生じるので、ウエーハの温
度を正確に制御することが不可欠な要素となる。
ウエーハの温度の正確な制御がリソグラフ製造
に際して必須条件であることは公知であるけれど
も、これまではこれに対して適用される手段は不
十分であつた。そのような意図から、温度差をウ
エーハ用位置決め装置全体に亘つて出来るだけ小
さく保持しかつこの均一な温度を例えば冷却また
は加熱空気の吹込みによつて制御する方法が提案
されてきた。かかるシステムは発生する温度変化
に対して迅速に対応することがむずかしく、か
つ、とくにウエーハ温度のみに対応した制御は行
なえないものである。
本発明の目的は、それに対して、ウエーハそれ
自体の迅速な加熱または冷却を可能にし、それに
より位置決めユニツトの他の部分の加熱または冷
却が僅かな範囲において生ずるようになる装置を
提供することにある。
本発明の他の目的は、ウエーハの加熱または冷
却によつて生ずる装置の熱不平衡を付加的に熱を
循環することによつて除去することにある。
本発明の特別な目的は、マスクの、レンズ系の
またはウエーハのおよびマスクを支持するフレー
ムの加熱または冷却によつて生ずる投影率の拡大
或いは縮小変化を補償すべく、ウエーハの温度の
迅速な変化に対応するユニツト全体に亘る熱平衡
を得ることにある。
これらのおよび他の目的は、本発明によれば、
支持プレートの下側に加熱および冷却用手段が直
列接続のペルチエ素子の形で設けられることによ
つて達成される。
ペルチエ素子は流される電流の方向を変えるこ
とによつて局部的な加熱および冷却状態が発生す
ることは良く知られかつそれゆえ詳述はしない。
そのようなペルチエ素子を支持プレートの加熱或
いは冷却に利用するために、直列に接続された複
数個の該素子を前記支持プレートの下側に配設さ
れた上側および下側がその都度均一に加熱または
冷却されるブロツク内に配置されねばならない。
この複数個の直列接続されたペルチエ素子のブロ
ツク内への配置のため好ましくはフレームが使用
され、このフレーム内で複数のペルチエ素子から
形成され前記ブロツクは、かかるフレームが支持
プレートおよび該支持プレートを支持する基盤と
の間に中間プレートとして介装され且つ固着され
ている。とくに加熱および冷却ユニツトによつて
上側と同じ程度で発生する下側の温度、即わち余
剰熱の排出のために、または恒常的或いは一時的
な熱供給の目的のために、基板は内部に熱媒体、
例えば水が送通されることができる通路システム
を備えている。
本発明の装置によれば、支持プレート内に配置
された測定感知器によつて管理されるウエーハの
温度は、ペルチエ素子を流れる電流の方向および
強さが調整されるので、該素子の温度を迅速に上
昇および降下させることができる。それゆえウエ
ーハの温度は、投射システムの温度変化に基づく
投影倍率の変化を補償するように、適宜変化させ
ることが可能である。
以下本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
第1図は支持プレート2上のウエーハ1を示
し、支持プレート2はハウジングに対して中心軸
線X−Xを中心に回転可能な軸5に取り付けてあ
る。キヤリツジ6および7はウエーハの水平方向
への運動を夫々許容する。
このような配置は、例えばウエーハがフオトリ
ソグラフ装置の本来の露光位置に持ち来たされる
前に、ウエーハを予め位置決めするのに利用され
る。またこのウエーハに対する露光工程において
該ウエーハの温度が上昇するので何らかの方法に
より該温度上昇を出来る限り少なく抑える必要が
生じるので、ウエーハ1の正確な温度制御が既に
考えられている。さらにまた、温度の変化に伴う
移動を補償するべくウエーハ1上に設けられた位
置決めマークを用いた光学的方法で予め位置決め
することが既に行なわれている。
ウエーハ1の温度を制御するために、支持プレ
ート2の下方には該支持プレート2の加熱および
冷却用手段を含む中間プレート3が存する。該中
間プレート3の下方に配置された基板4は中間プ
レート3および支持プレート2を支持しかつ余剰
熱排出用手段を含んでいる。
ウエーハ1用の支持装置の構造は第2図ないし
第7図に詳しく示してある。とくに第3図および
第4図に示すごとく、支持プレート2の上側には
排気開口8があり、該排気開口8は支持プレート
2の内部に設けられた通路9と接続されている。
これらの通路内には中間プレート3を貫通し基板
4に穿設された通路11に至る孔10および前記
通路11を通つて更に前記軸5を軸方向に貫通す
る空気導管12によつて排気されるとすぐに負圧
(真空)が作用する。前記通路9に連通し且つ前
記軸5を前記空気導管12と平行に貫通する真空
測定導管13を介して制御可能であるこの負圧は
公知の方法においてウエーハ1を吸着させるため
支持プレート2の上側に通じている前記排気開口
8を介して該ウエーハ1の裏面に作用する。その
時々の温度を測定感知するために支持プレート2
はその中に止めネジ15によつて密閉される温度
感知器14が存する。該温度感知器14から信号
線16が軸5内のケーブル通路17,23,24
を通つて外方に通じている。温度感知器の場合に
例えばミニチユアPt−100測定抵抗が用いられ
る。これは高い絶対精度、良好な分析(レゾリユ
ーシヨン)および良好な再生性を特徴としてい
る。
図示装置における本発明の本質は第5図にとく
に下方に描かれた加熱および冷却装置にある。こ
れはブロツク19内にマトリツクス状に配置され
たペルチエ素子(Peltier Element)20によつ
て形成され、該ペルチエ素子20は直列に電気的
に接続されかつ導電体21および22を介して電
流および電圧が供給および印加される。この電圧
の極性に応じてブロツク19の上側が冷却されそ
して下側が加熱され或いは逆転される。代表的な
電気的駆動値は3Aおよび4Vである。ブロツク1
9はフレーム18内に把持され、該フレーム18
はブロツク19とともに中間プレート3を形成す
る。このフレーム18は、とくに、ブロツク19
を損傷することなく、支持プレート2および基板
4の正確な機械的固着を可能にすることを目的と
している。他方においてフレーム18は支持プレ
ート2と基板4との間に出来るだけ小さな接触面
積において熱的ブリツジを構成するだけでよい。
それゆえ支持プレート2と基板4との間において
狭いフランジ26の形で突き合せになつている。
クリヤランス25はフレーム18を貫通して信号
線16の挿通を可能にしている。
第6図に半径方向断面で示した基板4は前記中
間プレート3の温度制御だけでなく、該中間プレ
ートの余剰熱を排出するような課題をも有してい
る。この目的のために、基板4は内部に循環通路
から成る液体導管27が刻設され、該導管は熱媒
体、例えば水が供給管28および排出管29を介
して送通される。基板4のクリヤランス30は軸
5内に延びるケーブル通路23および24への導
電体21および22の導入を許容する。
支持プレート2、中間プレート3および基板4
を正確に合体することができるように、フレーム
18を支持プレート2と接続するネジ31が設け
られる。この接続がなされると、ウエーハの把持
面は平らに形成されかつさらに他の4本のネジ3
2が基板4を貫通して該フレーム18と接続さ
れ、更に平らな前記把持面のねじれが回避され
る。互いに接続した部分の正確な相互の調整のた
めにさらに前記フレーム18を貫通し支持プレー
ト2と基板4に係止されたピン33を複数本備え
ている。
本発明による装置は、ウエーハ1の温度を第8
図に略示した方法においてリソグラフ装置投影倍
率安定のために利用することを許容する。
この装置は、実質的にマスク35をレンズ系3
9を介してウエーハ1上にマスクパターンを縮小
して投影する露光装置34から構成される。レン
ズ系39の温度またはマスク35とウエーハ1を
離置している支持体37の長さを変更すると、ま
ずウエーハ1に形成される像は焦点面から外れる
が、この焦点面は進歩的なシステムにおいて自動
的に調整される。しかしながら、そのさい連続す
る像の正確な投影が妨げられる大きさの変化を生
じる。それゆえ1Kの温度上昇が10mmのエツジ長
さを有するケイ素プレートを約0.08μ変化するの
で、ウエーハ1の温度は綿密に制御されねばなら
ないことが容易に理解される。他方において、ウ
エーハの加熱または冷却によつて安定した大きさ
の投影像がウエーハ上に得られる。
ウエーハ上の像の大きさはマスクの温度TM
対してほぼ比例しかつ支持体の温度TCに対して
逆比例する。またマスクと支持体の熱膨脹係数
αM、αCが等しいならば、レンズが像側に関して
テレセントリツク(tele−centric)であるので、
像の大きさの変化は平衡温度T=TM=TCおいて
生じない。αM=αCが技術に可能な実際的な条件
であるので、レンズの焦点距離fが温度の複雑な
関数f(TL)でないならば、完全な温度平衡を生
じる。
したがつて、倍率に関してはコンピユータ制御
の温度平衡システムが利用されねばならない。マ
スク、支持体、レンズ系およびウエーハの温度を
符号36,38,40および42において調べか
つウエーハの加熱および冷却によつて適切な投影
倍率に調整する。なお、係数αMは唯一の制御装
置に関して必要な入力パラメータである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による装置を備えたプレポジシ
ヨニングステーシヨンを示す横断面図、第2図な
いし第7図は本発明によるウエーハ用把持装置の
実施例を示し、厳密に言えば、第2図はその下面
図、第3図は第2図のA−A線に対応する断面
図、第4図は第2図のB−B線に対応する断面
図、第5図は冷却および加熱素子の下面図、第6
図は第3図および第4図のC−C線による断面
図、第7図は第4図のD−D線による拡大断面図
であり、第8図は電気的接続装置のフオトリソグ
ラフ製造における投影率の安定のための本発明の
使用を示す略図である。 図中、符号1はウエーハ、2は支持プレート、
4は基板、5は軸、8は開口、9は通路、12は
空気導管、14は温度感知器、16は信号線、1
8はフレーム、19はブロツク、20はペルチエ
素子、21,22は導電体、25,30はクリヤ
ランス、26は狭いフランジ、27は液体導管、
28は供給管、29は排出管、35はマスク、3
7は支持体、39はレンズ系、41は制御ユニツ
トである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 加工片、とくに半導体ウエーハの保持装置で
    あつて、該ウエーハの下面に対し直接開口し真空
    発生手段と接続する開口を備えた支持プレート
    と、該支持プレートの下側に取付けられたフレー
    ムと、該フレーム内に固着され、加熱および冷却
    手段として直列に接続された複数個のペルチエ素
    子から成るブロツクと、更に前記フレームおよび
    ブロツクの下側に配設され、内部に熱媒体を送通
    するための導管が刻設されると共に回転可能な軸
    により支持された基板とから構成され、前記軸内
    に前記ブロツクへの給電用ケーブル通路と、前記
    開口と真空発生手段とを接続する通路と、前記熱
    媒体を送通するための2本の導管とが配設されて
    いることを特徴とする加工片保持装置。 2 前記フレームは前記支持プレートおよび前記
    基板を小さなフランジに沿つてのみ接触すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の加工片
    保持装置。 3 前記支持プレート内には温度感知器が配置さ
    れ、これから信号線が前記フレームおよび前記基
    板のクリヤランスを通つて前記軸内に案内される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2
    項に記載の加工片保持装置。 4 電流の供給は加熱および冷却装置に対して適
    切な極性を制御ユニツトによつて制御され、該制
    御ユニツトは前記ウエーハ上に投影像を形成せね
    ばならないマスクの温度によつて影響を及ぼされ
    ならびにレンズ系の温度およびマスクをウエーハ
    から距離をおいて保持している支持体の温度によ
    つて影響を及ぼされることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項乃至第3項のうちいずれか1項に記
    載の加工片保持装置。
JP5059583A 1982-03-31 1983-03-28 加工片保持装置 Granted JPS58178536A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/363,860 US4432635A (en) 1979-12-20 1982-03-31 Temperature-controlled support for semiconductor wafer
US6/363860 1982-03-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58178536A JPS58178536A (ja) 1983-10-19
JPH0363218B2 true JPH0363218B2 (ja) 1991-09-30

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ID=23432040

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JP5059583A Granted JPS58178536A (ja) 1982-03-31 1983-03-28 加工片保持装置

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DE (1) DE3306999A1 (ja)

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