JPH04184912A - ウエハ保持機構 - Google Patents

ウエハ保持機構

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JPH04184912A
JPH04184912A JP2312769A JP31276990A JPH04184912A JP H04184912 A JPH04184912 A JP H04184912A JP 2312769 A JP2312769 A JP 2312769A JP 31276990 A JP31276990 A JP 31276990A JP H04184912 A JPH04184912 A JP H04184912A
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JP
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wafer
temperature
chuck
suction
holding mechanism
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JP2312769A
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Kazuyuki Harumi
和之 春見
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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    • G03F7/707Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はシンクロトロン放射光により露光を行う露光装
置に関し、特にクエへの温度を一定状態として保持する
ための露光装置のウェハ保持機構に関する。
[従来の技術] 露光中のウェハの温度は露光光の照射等により上昇する
。このような温度変化によってウェハが伸縮してしまっ
たり、歪が生じてしまった場合には、ウェハの上面に形
成されるマスクパターンが不正確なものとなってしまう
上記のような不具合が生じることを防止するための従来
のウェハ保持機構として第7図に示すようなウェハチャ
ックの温度制御を行うことによって該ウェハチャックに
吸着保持されるウェハの温度制御を行うものがある。
ウェハ72を吸着保持するウエハチャックフ1の内部に
は、配管フ4が屈曲された状態にて埋設されている。ウ
ェハ72が吸着される吸着面には複数の吸気孔73が設
けられている。各吸気孔73は配管75を介して不図示
の真空ポンプと維かれるもので、これによりウェハ72
が真空吸着されて保持される。配管74の内部には温度
調節された液体が循環されており、これにより、ウェハ
チャック71およびウェハ72の温度を一定のものとし
、ウェハ72に伸縮または歪が生じることを防止してい
る。
[発明が解決しようとする課題] 近年、さらなる高集積化のために露光光としてシンクロ
トロン放射光(SOR)を用いたX線露光装置が提案さ
れている。このような露光装置においては、きわめて高
い位置決め精度が要求される。該要求精度をみたすウェ
ハステージとして、本出願人による特開平2−1003
11号公報に記載されたものがある。このウェハステー
ジにおいては、移動量の大きな粗動ステージ上に移動量
の小さな微動ステージを搭載されて多軸制御される構成
となっている。微動ステージは、板ばね構造とされてい
るために剛性が小さく、振動に弱いものとなっている。
また、xH露光光は焼付線幅が小さいので9、熱歪を防
ぐための温度管理は光露光に比べて一層厳しいものが要
求される。このため、第7図に示したようなウェハ保持
機構を応用する場合、温度調節用の液体は、露光時に発
生するわずかな熱を奪うことができるように高速で流す
必要があるが、これによりウェハステージ(特に微動ス
テージ)に振動が発生してしまい、十分な位置決め精度
での露光を行うことができないという問題点がある。
本発明は上記のような従来技術が有する問題点に鑑みて
なされたものであって、ウェハの温度上昇の防止をウェ
ハに振動が生じることなく行うことのできるウェハ保持
機構を実現することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明のウェハ保持機構け、 露光装置内に設けられ、露光処理が施されるウェハを保
持するウェハ保持機構であって、ウェハを吸着保持する
吸着保持手段を備えたウェハ吸着部と、 内部に温度調節された液体が循環することにより、温度
が一定に保たれる温度調節部とを有し、前記ウェハ吸着
部および温度調節部は微小間隙をもたせて配設されてお
り、該微小間隙には、両者間での熱伝達を図るための液
体または気体が、両者の周辺部をシール手段によって封
入されている。
この場合、ウェハ吸着部および温度調節部の各対向面に
、熱伝達性を向上させるためのフィンをそれぞれ形成し
てもよい。
[作用] ウェハを吸着保持するウェハ吸着部と、内部に温度調節
された液体が循環することにより温度が一定に保たれる
温度調節部分とが独立に設けられている。ウェハ吸着部
と温度調節部との間の微小間隙には、熱伝達を図るため
の液体または気体が磁性流体シールによって封止されて
封入されているので、ウェハ吸着部と温度調節部とは熱
的に一体となるが、振動は伝わりにくいものとなる。
[実施例] 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明の一実施例の要部構成を示す斜視図であ
る。
本実施例はウェハを微細に位置決めするための微動ステ
ージの構成を示すものである。
第1微動ステージ101、第2微動ステージ102、第
3微動ステージ103のそれぞれは、個別に設けられた
ピエゾ素子の駆動に応じてウェハ吸着部であるウェハチ
ャック107をX、Y。
θ軸方向にそれぞれ微細に移動させるものである。第1
図には第1微動ステージ101を駆動するためのピエゾ
素子104のみが示され、他のピエゾ素子は不図示とさ
れている。これらのX。
Y、θ軸に関しては、それぞれ不図示のダンパ機構が設
けられており、ウェハチャック107が移動されたとき
に生じる振動の減衰を早めている。
上記の各微動ステージを載置するZチルトステージ11
0は、3枚のZ支持板ばね105によりZ、Wx、WY
方向に柔、それ以外の方向には剛に支持されており、さ
らに、3個の駆動用インチワーム106により3点独立
に2方向に駆動される。各駆動用インチワーム106に
よる移動量は変位センサ111によって計測され、正確
なZ方向およびWx、WY方向の位置決めが行われる。
なお、第1図においてはZ支持板ばね105および駆動
用インチワーム106のそれぞれ1つのみに符号を付し
ている。
ウェハチャック107は上記のように構成されたステー
ジ上に取付けられる。ウェハチャック107の裏面には
、複数の円が同心的に配置された形状の放熱用フィン1
17が形成され、その中心付近にウェハチャック107
の表面に形成された不図示の吸気孔と露光装置外部に設
けられた不図示の真空ポンプとを継ぐ配管108が設け
られている。ウェハチャック107の背部(反ウェハ側
)には、放熱用フィン117と対応適合する形状の吸熱
用フィン114が設けられている。吸熱用フィン114
は粗動ステージ118と直結して温度調節部を構成する
ものであり、放熱用フィン117とは直接触れることな
く、微小間隙(50μm)を有するように設けられてい
る。吸熱用フィン114の内部には温度調節水が循環す
るように流される流路115が形成されている。放熱用
フィン117と吸熱用フィン114との間には熱伝導性
の高い液体が介在され、その周辺部は磁性流体シールに
より封止される。
第2図は、第1図に示した実施例の全体構成を示す斜視
図である。
第2図において、メインフレーム201はステージ全体
の基台となるもので、このメインフレーム201に取付
けられた一対のY粗動ガイドバー202にY粗動ステー
ジ203が静圧案内されて上下に可動となっている。Y
粗動ステージ203は、自重を相殺する目的で、一対の
バランスベルト204を介してメインチャンバー205
に取付けられたバランスシリンダ206と連結されてお
り、前記メインフレーム201に取付けられたY駆動用
電動シリンダ207により駆動、位置決めされる。
さらに、Y粗動ステージ203上に取付けられた一対の
X粗動用ガイドバー208に、X粗動ステージ209が
静圧案内されて左右に可動となっている。このX粗動ス
テージ209は、Y粗動ステージ203に取付けられた
X駆動用電動シリンダ210により、駆動、位置決めさ
れる。X粗動ステージ209上には、第1図に示したウ
ェハ109の微細位置決めをするウェハ微動ステージが
載置されている。
次に、本実施例におけるクエへの温度制御動作について
第3図を参照して説明する。
第3図は、第1図に示した実施例の要部構成をより詳細
に示す断面図であり、ウェハチャック107と吸熱用フ
ィン117を備える温度調節部306との接合状態を示
す断面図である。
ウェハチャック107に設けられた放熱用フィン117
と温度調節部306に設けられた吸熱用フィン114と
は上述のように微小間隙304を有するように配設され
ている。ウェハチャック107のウェハ吸着面側には複
数の吸気孔301が設けられている。各吸気孔301は
ウェハチエツク107内に埋設された吸着用配管302
を介して不図示の真空ポンプと継がれるもので、これに
より、ウェハ109はウェハチャック107の吸着面に
て吸着保持される。温度調節部306の内部には流路1
15が形成されており、該流路115内に一定温度に調
節された液体を温調用配管303を介して循環させるこ
とにより、温度調節部306の温度が一定に保たれる。
上述したように、放熱用フィン117と吸熱用フィン1
14との間の微小間隙304には熱伝導性の良好な液体
が介在されており、ウェハチャック107と温度調節部
306との間での熱伝達性を良好なものとしている。ま
た、該液体を封止するための磁性流体シールは、放熱用
フィン11フ、吸熱用フィン114の周辺部である端部
305をシールしている。シール方法としては端部30
5と同形状の環状の永久磁石(不図示)をウェハチャッ
ク107に埋設して磁力を与えるものとした。
上記のような構成とすることにより、ウェハ109と温
度調節部306とは熱的に一体とされ、温度調節部30
6に生じた振動に影響されることなく一定温度に保たれ
る。
ウェハチャック107は第3微動ステージ103(第1
図参照)上に固定され、温度調節部306は粗動ステー
ジ118(第1図参照)内に設けられている。
微小間隙304の大きさは、第1乃至第3微動ステージ
101〜103(第1図参照)により構成される微動ス
テージの移動量(20μ−程度)よりも大きなことが必
要であり、本実施例の場合には上述したように50μm
とした。
また、本実施例は縦型ステージとして説明したが、横型
ステージに適用しても当然よい。
本実施例においては温度調節部306は粗動ステージ1
18に設けられ、ウェハチャック107は微動ステージ
上に設けられている。この微動ステージは粗動ステージ
118上に設けられているため、温度調節用の液体の通
過によって振動する粗動ステージ118の振幅が微小間
隔304の間で吸収される許容範囲以上振動しないよう
に粗動ステージ118の剛性を高める必要がある。本実
施例においては、粗動ステージ118の固有振動数は5
00Hz、温度調節用液体の通過によって生じる振幅は
0.02μmであり、充分に許容範囲内のものであった
また、本実施例においてウェハチャック107の裏面に
形成される放熱用フィン117は複数の円が同心的に配
置された形状として説明したが、この形状に限定される
ものではない。
第4図(a)は本発明の第2の実施例の要部の上面図、
第4図(b)はそのA−A線断面図である。
本実施例は、ウェハチャック117の裏面に形成される
放熱用フィンをストライプ状に溝が形成された放熱用フ
ィン401としたものである。
第5図(a)は、本発明の第3の実施例の要部の上面図
、第5図(b)はそのB−B線断面図である。
本実施例は、ウェハチャック117の裏面に形成される
放熱用フィンを格子状に溝が形成された放熱用フィン5
01としたものである。
第6図(a)は、本発明の第4の実施例の要部の上面図
、第6図(b)はそのC−C線断面図である。
本実施例は、ウェハチャック117の裏面に形成される
放熱用フィンをハニカム状に溝が形成された放熱用フィ
ン601としたものである。
上記の第2乃至第4のいずれの実施例においても、各放
熱用フィン401,501,601とそれぞれ組合わさ
れる吸熱用フィンは、各放熱用フィン401,501,
601と対応適合する形状とされている。この場合、適
合面の大きなもの程熱伝導効率が高いものとなる。例え
ば、第2の実施例のものよりも第3の実施例のものの方
が熱伝導効率が高いものとなる。
以上説明した各実施例において、ウェハの吸着方法とし
ては真空吸着法によるもののみを示したが、静電吸着法
によるものであっても本発明を適用できることは明白で
あり、このように構成してもよい。
また、シール手段については磁性流体シールについての
み示したがシール手段はこれに限定されるものではなく
、金属ベローズ等を用いてもよい。
さらに、ウェハチャック107と温度調節部306との
間の微小間隙304には液体を充填するものとして説明
したが、これは両者間に熱伝導を生じさせるためのもの
であり、気体であっても当然よい。
[発明の効果] 本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に記載するような効果を奏する。
請求項1に記載のものにおいては、振動源である冷却用
の液体が内部を循環する温度調節部と、ウェハを吸着、
保持するウェハ吸着部とを独立のものとし、熱的には一
体であるが、振動は伝わりにくいように構成することに
より、ウェハの温度変化の防止をウェハに振動が生じる
ことなく行うことができ、位置決め精度を向上すること
ができる効果がある。
請求項2に記載のものにおいては、ウェハ吸着部と温度
調節部との間での熱伝導が良好なものとなり、上記効果
を一層向上することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の要部構成を示す斜視図
、第2図は第1の実施例の全体構成を示す斜視図、第3
図は第1の実施例の要部構成をより詳細に示す断面図、
第4図(a)は本発明の第2の実施例の要部の上面図、
第4図(b)はそのA−A線断面図、第5図(a)は本
発明の第3の実施例の要部の上面図、第5図(b)はそ
のB−B線断面図、第6図(a)は本発明の第4の実施
例の要部の上面図、第6図(b)はそのC−C線断面図
、第7図は従来例の構成を示す断面図である。 101−・・第1微動ステージ、 102−・・第2微動ステージ、 103−・・第3微動ステージ、 104−・・ピエゾ素子、105−・・Z支持板ばね、
106−・・インチワーム、 107−・・ウェハチャック、 108−・・配管、109−・・ウェハ、110−Zチ
ルトステージ、 111−・・変位センサ、114−・・吸熱用フィン、
115−・・流路、 117.401,501,601−・・放熱用フィン、 11 B−・・粗動ステージ、 201−・・メインフレーム、 202−Y粗動ガイドパン、 203−・・Y粗動ステージ、 ′  204−・・バランスベルト、 205−・・メインチャンバ、 206−・・バランスシリンダ、 207−Y駆動用電動シリンダ、 20 B−・・X粗動用ガイドバー、 209−X粗動ステージ、 210−X駆動用電動シリンダ、 301−・・吸気孔、302−・・吸着用配管、303
−・・温調用配管、304−・・微小間隙、305−・
・端部、306−・・温度調節部。 特許出願人  キャノン株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、露光装置内に設けられ、露光処理が施されるウェハ
    を保持するウェハ保持機構であって、ウェハを吸着保持
    する吸着保持手段を備えたウェハ吸着部と、 内部に温度調節された液体が循環することにより、温度
    が一定に保たれる温度調節部とを有し、 前記ウェハ吸着部および温度調節部は微小間隙をもたせ
    て配設されており、該微小間隙には、両者間での熱伝達
    を図るための液体または気体が、両者の周辺部を封止す
    るシール手段によって封入されていることを特徴とする
    ウェハ保持機構。 2、請求項1記載のウェハ保持機構において、ウェハ吸
    着部および温度調節部の各対向面に、熱伝達性を向上さ
    せるためのフィンがそれぞれ形成されていることを特徴
    とするウェハ保持機構。 3、請求項1記載のウェハ保持機構において、シール手
    段が磁性流体シールによって構成されていることを特徴
    とするウェハ保持機構。 4、請求項1記載のウェハ保持機構において、シール手
    段が金属ベローズによって構成されることを特徴とする
    ウェハ保持機構。
JP2312769A 1990-11-20 1990-11-20 ウエハ保持機構 Pending JPH04184912A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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