JPH0521308A - ウエハ支持装置 - Google Patents
ウエハ支持装置Info
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- JPH0521308A JPH0521308A JP3168294A JP16829491A JPH0521308A JP H0521308 A JPH0521308 A JP H0521308A JP 3168294 A JP3168294 A JP 3168294A JP 16829491 A JP16829491 A JP 16829491A JP H0521308 A JPH0521308 A JP H0521308A
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- wafer
- heat pipe
- peltier element
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
- G03F7/70875—Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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】
【目的】 振動の影響を無視できる冷却水の流速でも、
吸着ブロックに変位が生じることがなく、さらに、制御
および構成が簡略化されたウエハ支持装置を実現するこ
と。 【構成】 ウエハを保持する吸着ブロック１０１と、該
吸着ブロック１０１の温度調節を行うためのペルチェ素
子１０４とを備えたウエハ支持装置において、前記吸着
ブロック１０１と一方の面で接する前記ペルチェ素子１
０４の他方の面にはヒートパイプ１０５が設けられてい
る。
吸着ブロックに変位が生じることがなく、さらに、制御
および構成が簡略化されたウエハ支持装置を実現するこ
と。 【構成】 ウエハを保持する吸着ブロック１０１と、該
吸着ブロック１０１の温度調節を行うためのペルチェ素
子１０４とを備えたウエハ支持装置において、前記吸着
ブロック１０１と一方の面で接する前記ペルチェ素子１
０４の他方の面にはヒートパイプ１０５が設けられてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシンクロトロン放射光を
光源とするＸ線露光装置に関し、特に、ウエハを支持す
るウエハ支持装置に関する。
光源とするＸ線露光装置に関し、特に、ウエハを支持す
るウエハ支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ごく微細なパターン、例えば０．２５μ
ｍ以下の微細なパターンを露光するためのＸ線露光装置
においては、１０００（Ｗ／ｍ2）程度のＸ線強度のシ
ンクロトロン放射光が露光光として用いられる。露光処
理が施されるウエハにはこのような強い光が照射される
ことによる温度上昇が生じ、該温度上昇による熱歪が生
じることがある。このため、この種の露光装置で使用さ
れるウエハ支持装置は、ウエハを拘束するウエハチャッ
クが温度調節機構を備えたものとされ、間接的にウエハ
を温度調節することによりウエハの温度上昇によって生
じるウエハ自身の熱歪を抑えるように構成されていた。
ｍ以下の微細なパターンを露光するためのＸ線露光装置
においては、１０００（Ｗ／ｍ2）程度のＸ線強度のシ
ンクロトロン放射光が露光光として用いられる。露光処
理が施されるウエハにはこのような強い光が照射される
ことによる温度上昇が生じ、該温度上昇による熱歪が生
じることがある。このため、この種の露光装置で使用さ
れるウエハ支持装置は、ウエハを拘束するウエハチャッ
クが温度調節機構を備えたものとされ、間接的にウエハ
を温度調節することによりウエハの温度上昇によって生
じるウエハ自身の熱歪を抑えるように構成されていた。
【０００３】このようなウエハチャックの温度調整機構
として、特開平２−１８３５１４号公報に記載されたも
のがある。このものにおいては、冷却水を用いた冷却よ
りも温度制御の応答性が良いとの理由からウエハチャッ
ク内に温度センサを配し、この温度センサの検出信号に
応じてウエハチャックに取り付けられたペルチェ素子が
制御されている。
として、特開平２−１８３５１４号公報に記載されたも
のがある。このものにおいては、冷却水を用いた冷却よ
りも温度制御の応答性が良いとの理由からウエハチャッ
ク内に温度センサを配し、この温度センサの検出信号に
応じてウエハチャックに取り付けられたペルチェ素子が
制御されている。
【０００４】図７は上述したペルチェ素子を用いたウエ
ハチャックの構造を示す図である。本従来例において、
ウエハを保持する吸着ブロック７０１は、ペルチェ素子
７０４，冷却ブロック７０６を順に介してステージ７０
８に取り付けられている。吸着ブロック７０１の吸着面
には溝７０２が形成され、内部には溝７０２と連通する
真空吸着用の配管７０３が設けられている。また、その
一部には温度センサ７１９が取り付けられ、検出した温
度を示す信号を信号線７２０を介して外部へ出力してい
る。ペルチェ素子７０４は半導体熱電素子７１８をセラ
ミクス板（アルミナ）７１６で挟んだ構造とされてい
る。セラミクス板７１６の半導体熱電素子７１８側の面
には電極７１７が形成されており、電流供給線７２４を
介して供給される電流量によって温度調節がなされる。
冷却ブロック７０６の内部には、流路７１２が形成さ
れ、該流路７１２は配管７０７と連通している。
ハチャックの構造を示す図である。本従来例において、
ウエハを保持する吸着ブロック７０１は、ペルチェ素子
７０４，冷却ブロック７０６を順に介してステージ７０
８に取り付けられている。吸着ブロック７０１の吸着面
には溝７０２が形成され、内部には溝７０２と連通する
真空吸着用の配管７０３が設けられている。また、その
一部には温度センサ７１９が取り付けられ、検出した温
度を示す信号を信号線７２０を介して外部へ出力してい
る。ペルチェ素子７０４は半導体熱電素子７１８をセラ
ミクス板（アルミナ）７１６で挟んだ構造とされてい
る。セラミクス板７１６の半導体熱電素子７１８側の面
には電極７１７が形成されており、電流供給線７２４を
介して供給される電流量によって温度調節がなされる。
冷却ブロック７０６の内部には、流路７１２が形成さ
れ、該流路７１２は配管７０７と連通している。
【０００５】冷却ブロック７０６は、配管７０７を通っ
て冷却ブロック７０６内の流路７１２を流れる冷却水に
よって冷却される。このとき、冷却水の流速が低すぎる
と冷却水と流路７１２の壁面との温度差が大きくなり、
冷却ブロック７０６に熱変形が生じ、ウエハチャック全
体に変形が生じてしまう。
て冷却ブロック７０６内の流路７１２を流れる冷却水に
よって冷却される。このとき、冷却水の流速が低すぎる
と冷却水と流路７１２の壁面との温度差が大きくなり、
冷却ブロック７０６に熱変形が生じ、ウエハチャック全
体に変形が生じてしまう。
【０００６】図８は流路７１２の断面形状を矩形として
冷却水の流速と振動の関係を測定した結果を示すもので
ある。冷却水の流速を図８に示される振動の影響が無視
できる流速０．１５（ｍ／ｓｅｃ）とし、吸着ブロック
７０１を構成する材料として厚さ５ｍｍの窒化アルミニ
ウム（以下、ＡｌＮと記す）を用い、冷却ブロック７０
６を構成する材料としてＡｌＮを用い、かつ冷却ブロッ
ク７０６の表面と流路７１２との距離を５ｍｍとした。
流路の断面形状が矩形で熱伝達率が３００（Ｗ／ｍ2．
Ｋ）のとき、１０００（Ｗ／ｍ2）の熱流密度に対する
冷却水と流路７１２の壁面との温度差はほぼ３℃とな
る。ここで、図７に示されるように冷却ブロック７０６
と吸着ブロック７０１との間にペルチェ素子７０４が配
されている構造では、ペルチェ素子７０４に供給された
熱エネルギーを加味しなくても、ペルチェ素子７０４の
裏面には変位が生じる。
冷却水の流速と振動の関係を測定した結果を示すもので
ある。冷却水の流速を図８に示される振動の影響が無視
できる流速０．１５（ｍ／ｓｅｃ）とし、吸着ブロック
７０１を構成する材料として厚さ５ｍｍの窒化アルミニ
ウム（以下、ＡｌＮと記す）を用い、冷却ブロック７０
６を構成する材料としてＡｌＮを用い、かつ冷却ブロッ
ク７０６の表面と流路７１２との距離を５ｍｍとした。
流路の断面形状が矩形で熱伝達率が３００（Ｗ／ｍ2．
Ｋ）のとき、１０００（Ｗ／ｍ2）の熱流密度に対する
冷却水と流路７１２の壁面との温度差はほぼ３℃とな
る。ここで、図７に示されるように冷却ブロック７０６
と吸着ブロック７０１との間にペルチェ素子７０４が配
されている構造では、ペルチェ素子７０４に供給された
熱エネルギーを加味しなくても、ペルチェ素子７０４の
裏面には変位が生じる。
【０００７】上記のペルチェ素子７０４の変位量をｘ，
ｙ方向に単純な１次近似で計算すると、（セラミクス板
７１６の構成材料であるアルミナの線膨張係数７Ｅ−
６）×（温度上昇値３℃）×（露光画角の一辺の長さ３
０ｍｍ）、つまり０．６μｍ膨張することとなり、吸着
ブロック７０１に少なからぬ変位をあたえるものとな
る。この結果、吸着ブロック７０１に取り付けられたウ
エハも変形し、焼付け精度が劣化してしまう。
ｙ方向に単純な１次近似で計算すると、（セラミクス板
７１６の構成材料であるアルミナの線膨張係数７Ｅ−
６）×（温度上昇値３℃）×（露光画角の一辺の長さ３
０ｍｍ）、つまり０．６μｍ膨張することとなり、吸着
ブロック７０１に少なからぬ変位をあたえるものとな
る。この結果、吸着ブロック７０１に取り付けられたウ
エハも変形し、焼付け精度が劣化してしまう。
【０００８】また、ウェハチャックの冷却面と表面との
長さが短い場合には、ｘｙ平面への熱拡散は小さなもの
であり、一枚のウエハに複数個の画角が露光されるステ
ップアンドリピート方式による露光においては、露光
中、Ｘ線が照射されている画角のみの温度が上昇し、こ
の他の画角の温度はほとんど上昇しない。このため、ウ
エハをペルチェ素子を用いて高精度に温度調節されたウ
エハチャックで拘束することで該ウエハに熱歪が生じる
ことを防ぐには、少なくとも一つの画角に一対の温度セ
ンサとペルチェ素子とを配し、各ペルチェ素子は対の温
度センサの信号を受けて他のペルチェ素子と独立に制御
される構成とする必要がある。
長さが短い場合には、ｘｙ平面への熱拡散は小さなもの
であり、一枚のウエハに複数個の画角が露光されるステ
ップアンドリピート方式による露光においては、露光
中、Ｘ線が照射されている画角のみの温度が上昇し、こ
の他の画角の温度はほとんど上昇しない。このため、ウ
エハをペルチェ素子を用いて高精度に温度調節されたウ
エハチャックで拘束することで該ウエハに熱歪が生じる
ことを防ぐには、少なくとも一つの画角に一対の温度セ
ンサとペルチェ素子とを配し、各ペルチェ素子は対の温
度センサの信号を受けて他のペルチェ素子と独立に制御
される構成とする必要がある。
【０００９】図９は、一つの温度センサの検出信号によ
って複数のペルチェ素子を制御することにより生じる不
具合を説明するための図である。
って複数のペルチェ素子を制御することにより生じる不
具合を説明するための図である。
【００１０】熱流束９０１によって露光されるウエハ
（不図示）を保持する吸着ブロック７０１は、３個のペ
ルチェ素子７０４1〜７０４3によって温度調節される。
温度センサ７１９は吸着ブロック７０１の略中央に取り
付けられており、その検出温度を示す信号は変換器９２
１を介してコントローラ９２２へ入力される。コントロ
ーラ９２２は温度センサ７１９の検出温度に基づいてペ
ルチェ素子制御器９２３に電流供給を行わせ、各ペルチ
ェ素子７０４1〜７０４3の温度を制御する。
（不図示）を保持する吸着ブロック７０１は、３個のペ
ルチェ素子７０４1〜７０４3によって温度調節される。
温度センサ７１９は吸着ブロック７０１の略中央に取り
付けられており、その検出温度を示す信号は変換器９２
１を介してコントローラ９２２へ入力される。コントロ
ーラ９２２は温度センサ７１９の検出温度に基づいてペ
ルチェ素子制御器９２３に電流供給を行わせ、各ペルチ
ェ素子７０４1〜７０４3の温度を制御する。
【００１１】図９（ａ）に示すように熱流束９０１が入
射する露光画角に温度センサ７１９が配置されていない
ときには、露光により温度が上昇している画角が冷却さ
れないことがある。その結果、露光画角および該領域に
配置された各ペルチェ素子７０４1が熱膨張し、マスク
パターンに比べて焼付け線幅が広くなったり、パターン
間の間隔が広くなってしまう。
射する露光画角に温度センサ７１９が配置されていない
ときには、露光により温度が上昇している画角が冷却さ
れないことがある。その結果、露光画角および該領域に
配置された各ペルチェ素子７０４1が熱膨張し、マスク
パターンに比べて焼付け線幅が広くなったり、パターン
間の間隔が広くなってしまう。
【００１２】図９（ｂ）に示すように熱流束９０１が入
射する露光画角に温度センサ７１９が配置されていると
きには、露光されていない画角が必要以上に冷却される
ことがある。その結果、非露光画角および該領域に配置
された各ペルチェ素子７０４ 1，７０４3が熱収縮しマス
クと露光画角とに位置ずれが生じてしまう。
射する露光画角に温度センサ７１９が配置されていると
きには、露光されていない画角が必要以上に冷却される
ことがある。その結果、非露光画角および該領域に配置
された各ペルチェ素子７０４ 1，７０４3が熱収縮しマス
クと露光画角とに位置ずれが生じてしまう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のウエハ
支持装置においては、冷却水を振動の影響が無視できる
流速で流したときには吸着ブロックに変位が生じ、ウエ
ハの焼付け精度が悪くなるという問題点がある。
支持装置においては、冷却水を振動の影響が無視できる
流速で流したときには吸着ブロックに変位が生じ、ウエ
ハの焼付け精度が悪くなるという問題点がある。
【００１４】また、少なくとも一つの画角に一対の温度
センサとペルチェ素子とを配し、各ペルチェ素子は対の
温度センサの信号を受けて他のペルチェ素子と独立に制
御される構成とする必要があるため、構成および制御が
複雑になるという問題点がある。
センサとペルチェ素子とを配し、各ペルチェ素子は対の
温度センサの信号を受けて他のペルチェ素子と独立に制
御される構成とする必要があるため、構成および制御が
複雑になるという問題点がある。
【００１５】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、振動の影響を無視
できる冷却水の流速でも吸着ブロックに変位が生じるこ
とがなく、さらに、制御および構成が簡略化されたウエ
ハ支持装置を実現することを目的とする。
題点に鑑みてなされたものであって、振動の影響を無視
できる冷却水の流速でも吸着ブロックに変位が生じるこ
とがなく、さらに、制御および構成が簡略化されたウエ
ハ支持装置を実現することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明のウエハ支持装置
は、ウエハを保持する吸着手段と、該吸着手段の温度調
節を行うためのペルチェ素子とを備えたウエハ支持装置
において、前記吸着手段と一方の面で接する前記ペルチ
ェ素子の他方の面にはヒートパイプが設けられている。
は、ウエハを保持する吸着手段と、該吸着手段の温度調
節を行うためのペルチェ素子とを備えたウエハ支持装置
において、前記吸着手段と一方の面で接する前記ペルチ
ェ素子の他方の面にはヒートパイプが設けられている。
【００１７】この場合、ウエハ支持装置が、ウエハを保
持する吸着手段と、該吸着手段の温度を検出するための
温度センサと、該吸着手段の温度調節を行うためのペル
チェ素子とを備え、前記温度センサの検出温度に基づい
て前記吸着手段の温度制御が行われるものであってもよ
い。
持する吸着手段と、該吸着手段の温度を検出するための
温度センサと、該吸着手段の温度調節を行うためのペル
チェ素子とを備え、前記温度センサの検出温度に基づい
て前記吸着手段の温度制御が行われるものであってもよ
い。
【００１８】さらに、上記のいずれの場合においても、
前記ペルチェ素子と前記吸着手段との間にヒートパイプ
が設けられてもよい。
前記ペルチェ素子と前記吸着手段との間にヒートパイプ
が設けられてもよい。
【００１９】
【作用】熱伝導率が高く、熱抵抗が低いヒートパイプに
おいては、熱は速やかに拡散する。このため、露光時に
吸着手段およびペルチェ素子を介してヒートパイプの一
方の面（受熱面）に入射した熱流は、他方の面（冷却
面）の全面に拡散され、また、露光時に吸着手段を介し
てヒートパイプの一方の面（受熱面）に入射した熱流
は、他方の面（冷却面）の全面に拡散されたうえでペル
チェ素子によって冷却されるので、冷却が効率よく行わ
れるものとなる。
おいては、熱は速やかに拡散する。このため、露光時に
吸着手段およびペルチェ素子を介してヒートパイプの一
方の面（受熱面）に入射した熱流は、他方の面（冷却
面）の全面に拡散され、また、露光時に吸着手段を介し
てヒートパイプの一方の面（受熱面）に入射した熱流
は、他方の面（冷却面）の全面に拡散されたうえでペル
チェ素子によって冷却されるので、冷却が効率よく行わ
れるものとなる。
【００２０】また、ヒートパイプによって温度が平均化
される位置に温度センサおよびペルチェ素子のそれぞれ
を取り付けるものとすれば、これらは一つのヒートパイ
プに一対設けられればよいものとなるので、装置構成が
簡略化される。
される位置に温度センサおよびペルチェ素子のそれぞれ
を取り付けるものとすれば、これらは一つのヒートパイ
プに一対設けられればよいものとなるので、装置構成が
簡略化される。
【００２１】
【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。
て説明する。
【００２２】図１は本発明の第１の実施例の構成を示す
斜視図、図２はその断面図である。ウエハを保持する吸
着手段である吸着ブロック１０１は熱伝導材かつ低熱膨
張材であり、さらに加工が容易な材料にて構成されたも
ので、ペルチェ素子１０４、ヒートパイプ１０５、冷却
ブロック１０６を順に介してステージ１０８に取り付け
られている。ステージ１０８はアクチュエータ１０９、
ヒンジばね１１０をそれぞれ介して固定部１１１に取り
付けられ、ｘ方向に微動可能とされている。本来、高精
度位置決め用のステージはｘ，ｙおよびｚの各方向とそ
の回転方向の６軸に微動できる構造となっているが、こ
こではｘ方向に微動させる構造のみを示した。
斜視図、図２はその断面図である。ウエハを保持する吸
着手段である吸着ブロック１０１は熱伝導材かつ低熱膨
張材であり、さらに加工が容易な材料にて構成されたも
ので、ペルチェ素子１０４、ヒートパイプ１０５、冷却
ブロック１０６を順に介してステージ１０８に取り付け
られている。ステージ１０８はアクチュエータ１０９、
ヒンジばね１１０をそれぞれ介して固定部１１１に取り
付けられ、ｘ方向に微動可能とされている。本来、高精
度位置決め用のステージはｘ，ｙおよびｚの各方向とそ
の回転方向の６軸に微動できる構造となっているが、こ
こではｘ方向に微動させる構造のみを示した。
【００２３】吸着ブロック１０１には、図２に示される
ように吸着ブロック１０１の温度を検出する温度センサ
１１９が取り付けられている。白金測温抵抗体等の温度
センサ１１９は、露光光の影響を受けることがなく、ま
たヒートパイプ１０５によって温度が平均化される吸着
ブロック１０１の端部に取り付けられており、その検出
温度を示す信号は信号線１２０を介して変換器１２１に
入力される。変換器１２１にてディジタル信号に変換さ
れた検出温度を示す信号は、通信ケーブル１２５を介し
てコントローラ１２２へ入力される。コントローラ１２
２は温度センサ１１９の検出温度に基づくペルチェ素子
１０４の設定温度を示す信号を通信ケーブル１２５を介
してペルチェ素子制御器１２３に出力し、該ペルチェ素
子制御器１２３はペルチェ素子１０４の温度が上記の設
定温度となるようにペルチェ素子１０４へ電流供給を行
う。
ように吸着ブロック１０１の温度を検出する温度センサ
１１９が取り付けられている。白金測温抵抗体等の温度
センサ１１９は、露光光の影響を受けることがなく、ま
たヒートパイプ１０５によって温度が平均化される吸着
ブロック１０１の端部に取り付けられており、その検出
温度を示す信号は信号線１２０を介して変換器１２１に
入力される。変換器１２１にてディジタル信号に変換さ
れた検出温度を示す信号は、通信ケーブル１２５を介し
てコントローラ１２２へ入力される。コントローラ１２
２は温度センサ１１９の検出温度に基づくペルチェ素子
１０４の設定温度を示す信号を通信ケーブル１２５を介
してペルチェ素子制御器１２３に出力し、該ペルチェ素
子制御器１２３はペルチェ素子１０４の温度が上記の設
定温度となるようにペルチェ素子１０４へ電流供給を行
う。
【００２４】吸着ブロック１０１の吸着面には溝１０２
が形成され、内部には溝１０２と連通する真空吸着用の
配管１０３が設けられている。また、その一部には上述
したように温度センサ１１９が取り付けられ、検出した
温度を示す信号を信号線１２０を介して外部へ出力して
いる。
が形成され、内部には溝１０２と連通する真空吸着用の
配管１０３が設けられている。また、その一部には上述
したように温度センサ１１９が取り付けられ、検出した
温度を示す信号を信号線１２０を介して外部へ出力して
いる。
【００２５】ペルチェ素子１０４は半導体熱電素子１１
８をセラミクス板（アルミナ）１１６で挟んだ構造とさ
れている。セラミクス板１１６の半導体熱電素子１１８
側の面には電極１１７が形成されており、電流供給線１
２４を介して供給される電流量によって温度調節がなさ
れる。
８をセラミクス板（アルミナ）１１６で挟んだ構造とさ
れている。セラミクス板１１６の半導体熱電素子１１８
側の面には電極１１７が形成されており、電流供給線１
２４を介して供給される電流量によって温度調節がなさ
れる。
【００２６】ヒートパイプ１０５は、容器１１３内に、
毛細管作用を生じさせて作動液で容器１１３の内面を湿
らせるためのウィック１１４と作動液となる飽和蒸気１
１５を閉じ込めたものである。この種のヒートパイプの
製造方法については、特開昭５８−０９６９９２号公報
等に示されている他、多くの変形例が提案されているの
でここでは特に示さない。
毛細管作用を生じさせて作動液で容器１１３の内面を湿
らせるためのウィック１１４と作動液となる飽和蒸気１
１５を閉じ込めたものである。この種のヒートパイプの
製造方法については、特開昭５８−０９６９９２号公報
等に示されている他、多くの変形例が提案されているの
でここでは特に示さない。
【００２７】冷却ブロック１０６の内部には、配管１０
７と連通する断面が矩形の冷却水用の流路１１２が形成
されている。冷却ブロック１０６は、配管１０７を通っ
て冷却ブロック１０６内の流路１１２を流れる冷却水に
よって冷却される。
７と連通する断面が矩形の冷却水用の流路１１２が形成
されている。冷却ブロック１０６は、配管１０７を通っ
て冷却ブロック１０６内の流路１１２を流れる冷却水に
よって冷却される。
【００２８】次に、本実施例における熱の伝達動作につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２９】本実施例の吸着ブロック１０１によって保
持されたウエハに対して露光光が照射されると、該照射
によって生じた熱はｘｙ平面にはほとんど拡がることな
くｚ方向に設けられたヒートパイプ１０５に伝えられ
る。ヒートパイプ１０５は熱伝導率が非常に高く熱抵抗
が低いものであるため、ヒートパイプ１０５に伝わった
熱は速やかにｘｙ平面に拡散し、ヒートパイプ１０５の
冷却面全面を用いた効率のよい冷却がなされる。
持されたウエハに対して露光光が照射されると、該照射
によって生じた熱はｘｙ平面にはほとんど拡がることな
くｚ方向に設けられたヒートパイプ１０５に伝えられ
る。ヒートパイプ１０５は熱伝導率が非常に高く熱抵抗
が低いものであるため、ヒートパイプ１０５に伝わった
熱は速やかにｘｙ平面に拡散し、ヒートパイプ１０５の
冷却面全面を用いた効率のよい冷却がなされる。
【００３０】以下に具体的な数値をあげて説明する。
【００３１】吸着ブロック１０１の真空吸着用の溝１０
２に吸着されたウエハにＸ線がｚ方向より照射される。
ウエハに焼付けられる露光面積の一画角を３ｃｍ角（９
ｃｍ 2）、Ｘ線の入射熱流密度を１０００（Ｗ／ｍ2）、
ヒートパイプ１０５の冷却側（冷却ブロック１０６側）
の面積を１５ｃｍ角（２２５ｃｍ2）とする。ウエハ、
吸着ブロック１０１およびペルチェ素子１０４のそれぞ
れは薄いものであるため該照射によって生じた熱はｘｙ
平面にはほとんど拡散しない。このため、ヒートパイプ
１０５の受熱側（ペルチェ素子１０４側）にほぼ１００
０（Ｗ／ｍ2）の熱流密度の熱流が入射する。
２に吸着されたウエハにＸ線がｚ方向より照射される。
ウエハに焼付けられる露光面積の一画角を３ｃｍ角（９
ｃｍ 2）、Ｘ線の入射熱流密度を１０００（Ｗ／ｍ2）、
ヒートパイプ１０５の冷却側（冷却ブロック１０６側）
の面積を１５ｃｍ角（２２５ｃｍ2）とする。ウエハ、
吸着ブロック１０１およびペルチェ素子１０４のそれぞ
れは薄いものであるため該照射によって生じた熱はｘｙ
平面にはほとんど拡散しない。このため、ヒートパイプ
１０５の受熱側（ペルチェ素子１０４側）にほぼ１００
０（Ｗ／ｍ2）の熱流密度の熱流が入射する。
【００３２】上記のようにヒートパイプ１０５に伝わっ
た熱は速やかにｘｙ平面に拡散するため、ヒートパイプ
１０５の冷却側での熱流密度は４０（Ｗ／ｍ2）（＝１
０００×９／２２５）となる。
た熱は速やかにｘｙ平面に拡散するため、ヒートパイプ
１０５の冷却側での熱流密度は４０（Ｗ／ｍ2）（＝１
０００×９／２２５）となる。
【００３３】冷却水を流すことにより生じる振動の振幅
について、冷却水の流速が０．１５（ｍ／ｓｅｃ）以下
のときには０．０１μｍ以下に抑えられるものとする。
について、冷却水の流速が０．１５（ｍ／ｓｅｃ）以下
のときには０．０１μｍ以下に抑えられるものとする。
【００３４】冷却水の流速が０．１５（ｍ／ｓｅｃ）で
あり、断面形状が矩形である流路１１２の熱伝達率が３
００（Ｗ／ｍ2．Ｋ）である場合、４０（Ｗ／ｍ2）の熱
流密度に対する冷却水と流路１１２の壁面の温度上昇は
ほぼ０．１℃に抑えられる。このとき、ペルチェ素子１
０４のヒートパイプ１０５側のｘｙ方向の変位量をｘ，
ｙ方向に単純な１次近似で計算すると、（セラミクス板
１１６の構成材料であるアルミナの線膨張係数７Ｅ−
６）×（温度上昇値０．１℃）×（露光画角の一辺の長
さ３０ｍｍ）、つまりごく僅かな０．０２μｍ膨張する
こととなり、これによって生じる吸着ブロック１０１の
変位量もきわめて少ないものとなる。
あり、断面形状が矩形である流路１１２の熱伝達率が３
００（Ｗ／ｍ2．Ｋ）である場合、４０（Ｗ／ｍ2）の熱
流密度に対する冷却水と流路１１２の壁面の温度上昇は
ほぼ０．１℃に抑えられる。このとき、ペルチェ素子１
０４のヒートパイプ１０５側のｘｙ方向の変位量をｘ，
ｙ方向に単純な１次近似で計算すると、（セラミクス板
１１６の構成材料であるアルミナの線膨張係数７Ｅ−
６）×（温度上昇値０．１℃）×（露光画角の一辺の長
さ３０ｍｍ）、つまりごく僅かな０．０２μｍ膨張する
こととなり、これによって生じる吸着ブロック１０１の
変位量もきわめて少ないものとなる。
【００３５】また、本実施例のものにおいては、図示す
るようにヒートパイプ１０５の受熱側の面積が吸着ブロ
ック１０１のウエハ吸着部の面積よりも大きく構成さ
れ、該ウエハ吸着部の裏面はヒートパイプ１０５のウィ
ックによって必ず冷却される構造とされているので、冷
却不良が生じることもない。
るようにヒートパイプ１０５の受熱側の面積が吸着ブロ
ック１０１のウエハ吸着部の面積よりも大きく構成さ
れ、該ウエハ吸着部の裏面はヒートパイプ１０５のウィ
ックによって必ず冷却される構造とされているので、冷
却不良が生じることもない。
【００３６】本実施例においては、一対の温度センサと
ペルチェ素子とを従来のように一つの画角に対して設け
る必要がなく、一つのヒートパイプに対して設ければよ
いため、装置構成が簡略化され、また、制御も容易とす
ることができた。
ペルチェ素子とを従来のように一つの画角に対して設け
る必要がなく、一つのヒートパイプに対して設ければよ
いため、装置構成が簡略化され、また、制御も容易とす
ることができた。
【００３７】図３は本発明の第２の実施例の構成を示す
図である。
図である。
【００３８】本実施例は第１の実施例におけるペルチェ
素子１０４とヒートパイプ１０５のｚ方向における順序
を入れ換え、それぞれをペルチェ素子３０４とヒートパ
イプ３０５としたものである。この他の構成は第１の実
施例と同様であるため、図２と同じ番号を付して説明は
省略する。
素子１０４とヒートパイプ１０５のｚ方向における順序
を入れ換え、それぞれをペルチェ素子３０４とヒートパ
イプ３０５としたものである。この他の構成は第１の実
施例と同様であるため、図２と同じ番号を付して説明は
省略する。
【００３９】このような構成によっても第１の実施例の
ものと同様に露光によって生じる吸着ブロック１０１の
変位量を少なくすることができる。また、温度センサ１
１９は、ウエハとペルチェ素子３０４との間に設けられ
ればよいものであるため、本実施例のものにおいては、
例えばヒートパイプ３０５に設けてもよい。
ものと同様に露光によって生じる吸着ブロック１０１の
変位量を少なくすることができる。また、温度センサ１
１９は、ウエハとペルチェ素子３０４との間に設けられ
ればよいものであるため、本実施例のものにおいては、
例えばヒートパイプ３０５に設けてもよい。
【００４０】図４は本発明の第３の実施例の構成を示す
図である。
図である。
【００４１】本実施例は第１および第２の実施例におけ
るウエハ吸着ブロックをヒートパイプの構成部材とした
ものである。
るウエハ吸着ブロックをヒートパイプの構成部材とした
ものである。
【００４２】本実施例において、ヒートパイプの容器部
分は複数の構成部材４０２1〜４０２3によって構成され
るもので、これらの各構成部材４０２1〜４０２3の容器
の内側を向くそれぞれの面はウィック形成面４０３1〜
４０３3とされている。ウィックの形成については、ダ
イシングソー等の機械加工やエッチングまたはドライエ
ッチングを用いて深さがｍｍ単位以下の溝を例えば格子
状に形成することによって得られるが、本実施例におい
ては機械加工を用いた。
分は複数の構成部材４０２1〜４０２3によって構成され
るもので、これらの各構成部材４０２1〜４０２3の容器
の内側を向くそれぞれの面はウィック形成面４０３1〜
４０３3とされている。ウィックの形成については、ダ
イシングソー等の機械加工やエッチングまたはドライエ
ッチングを用いて深さがｍｍ単位以下の溝を例えば格子
状に形成することによって得られるが、本実施例におい
ては機械加工を用いた。
【００４３】第１の構成部材４０２1の外面には部分的
にウエハを保持する吸着手段としてのウエハ吸着面４０
１が形成され、第３の構成部材４０２3の外面の一部に
はペルチェ素子４０４が取り付けられている。本実施例
においては、第１の構成部材４０２1のウエハ吸着面４
０１の裏面が受熱面となり、第３の構成部材４０２3の
ペルチェ素子４０４の裏面が冷却面となる。
にウエハを保持する吸着手段としてのウエハ吸着面４０
１が形成され、第３の構成部材４０２3の外面の一部に
はペルチェ素子４０４が取り付けられている。本実施例
においては、第１の構成部材４０２1のウエハ吸着面４
０１の裏面が受熱面となり、第３の構成部材４０２3の
ペルチェ素子４０４の裏面が冷却面となる。
【００４４】図示されるように第１の構成部材４０２1
はウエハ吸着面４０１の全面を覆い、ウエハ吸着面４０
１に裏面には必ずウィックが形成されるように構成され
ている。これにより、ウエハ吸着面４０１の裏面はウィ
ック形成面４０３1のウィックにある作動液４０４によ
って必ず冷却されるものとして、冷却不良が生じないも
のとなっている。また、容器内に収容される作動液４０
４がウエハ吸着面４０１の外周より下方に位置するもの
として、縦型チャック、つまり、露光光の照射方向が重
力とほぼ直交するようにウエハを吸着する露光装置にお
いても冷却不良が生じないものとしている。 上記のよ
うに構成されたヒートパイプは、ウエハチャック支持ブ
ロック４０８によって支持される。ペルチェ素子４０４
には冷却ブロック４０５が取り付けられ、その内部に設
けられた流路４０６に配管４０７を介して供給される冷
却水によって冷却されている。このペルチェ素子４０４
に対する温度制御は温度センサ（不図示）の出力をコン
トローラ（不図示）で演算処理し、ペルチェ素子制御器
（不図示）より適当な電流をペルチェ素子４０４に供給
することによってなされる。
はウエハ吸着面４０１の全面を覆い、ウエハ吸着面４０
１に裏面には必ずウィックが形成されるように構成され
ている。これにより、ウエハ吸着面４０１の裏面はウィ
ック形成面４０３1のウィックにある作動液４０４によ
って必ず冷却されるものとして、冷却不良が生じないも
のとなっている。また、容器内に収容される作動液４０
４がウエハ吸着面４０１の外周より下方に位置するもの
として、縦型チャック、つまり、露光光の照射方向が重
力とほぼ直交するようにウエハを吸着する露光装置にお
いても冷却不良が生じないものとしている。 上記のよ
うに構成されたヒートパイプは、ウエハチャック支持ブ
ロック４０８によって支持される。ペルチェ素子４０４
には冷却ブロック４０５が取り付けられ、その内部に設
けられた流路４０６に配管４０７を介して供給される冷
却水によって冷却されている。このペルチェ素子４０４
に対する温度制御は温度センサ（不図示）の出力をコン
トローラ（不図示）で演算処理し、ペルチェ素子制御器
（不図示）より適当な電流をペルチェ素子４０４に供給
することによってなされる。
【００４５】本実施例において使用される温度センサお
よびペルチェ素子の数はともに一個以上であればよい。
これはヒートパイプの温度分布が、受熱面の温度が高
く、冷却面の温度が低い他はほぼ一様のものとなるから
である。図４に示したものにおいては斜線部分の温度が
一様となり、温度センサはこのうちのいずれかの部分に
設けられればよい。
よびペルチェ素子の数はともに一個以上であればよい。
これはヒートパイプの温度分布が、受熱面の温度が高
く、冷却面の温度が低い他はほぼ一様のものとなるから
である。図４に示したものにおいては斜線部分の温度が
一様となり、温度センサはこのうちのいずれかの部分に
設けられればよい。
【００４６】上記のように、ウエハ吸着ブロックをヒー
トパイプの構成部材とした本実施例においては、第１、
第２の実施例に比べて構造をさらに簡略化することがで
きた。
トパイプの構成部材とした本実施例においては、第１、
第２の実施例に比べて構造をさらに簡略化することがで
きた。
【００４７】図５は本発明の第４の実施例の構成を示す
図である。
図である。
【００４８】本実施例は図４に示した第３の実施例の複
数の構成部材４０２1〜４０２3によって構成されるヒー
トパイプ内に柱５０１を設けたものである。この柱５０
１を設けることにより、ヒートパイプが、ヒートパイプ
内の作動液４０４の飽和蒸気圧とヒートパイプ外の雰囲
気圧力との差圧によって変形することが防止される。本
実施例においては、上記の柱５０１内に温度センサを設
けてもよい。
数の構成部材４０２1〜４０２3によって構成されるヒー
トパイプ内に柱５０１を設けたものである。この柱５０
１を設けることにより、ヒートパイプが、ヒートパイプ
内の作動液４０４の飽和蒸気圧とヒートパイプ外の雰囲
気圧力との差圧によって変形することが防止される。本
実施例においては、上記の柱５０１内に温度センサを設
けてもよい。
【００４９】なお、上記の各実施例において、ヒートパ
イプは、図６（ａ）に示されるヒートパイプ６０１のよ
うに、露光光の入射方向からみて矩形かつ一体に形成さ
れるものとして説明したが、図６（ｂ）に示される２分
割されたヒートパイプ６０２、図６（ｃ）に示される４
分割されたヒートパイプ６０３のように、複数に分割し
て各分割されたヒートパイプ毎に温度センサおよびペル
チェ素子をそれぞれ設けてもよく、その形状も限定され
るものではない。ヒートパイプを複数に分割した場合に
は各分割されたヒートパイプのｘｙ平面が小さなものと
なるので、作動液の供給がさらに速いものとなり、本発
明の効果がさらに向上する。
イプは、図６（ａ）に示されるヒートパイプ６０１のよ
うに、露光光の入射方向からみて矩形かつ一体に形成さ
れるものとして説明したが、図６（ｂ）に示される２分
割されたヒートパイプ６０２、図６（ｃ）に示される４
分割されたヒートパイプ６０３のように、複数に分割し
て各分割されたヒートパイプ毎に温度センサおよびペル
チェ素子をそれぞれ設けてもよく、その形状も限定され
るものではない。ヒートパイプを複数に分割した場合に
は各分割されたヒートパイプのｘｙ平面が小さなものと
なるので、作動液の供給がさらに速いものとなり、本発
明の効果がさらに向上する。
【００５０】なお、ヒートパイプを複数に分割すること
により、従来のヒートパイプ構造では露光領域中に作動
液が存在してしまうもの〔例えば、図６（ｃ）に示した
もの〕の場合には、作動液の貯蔵部のみを露光領域外に
設けるものとしてもよい。
により、従来のヒートパイプ構造では露光領域中に作動
液が存在してしまうもの〔例えば、図６（ｃ）に示した
もの〕の場合には、作動液の貯蔵部のみを露光領域外に
設けるものとしてもよい。
【００５１】
【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。
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【００５２】請求項１および請求項２に記載されたもの
においては、冷却が効率よく行われるものとすることが
でき、振動の影響を無視できる流速でも吸着ブロックに
変位が生じないものとすることができる効果がある。
においては、冷却が効率よく行われるものとすることが
でき、振動の影響を無視できる流速でも吸着ブロックに
変位が生じないものとすることができる効果がある。
【００５３】請求項３および請求項４に記載されたもの
においては、一対の温度センサとペルチェ素子とを一つ
の画角に対して設ける必要がなくなるため、装置構成が
簡略化され、また、制御も容易とすることができる効果
がある。
においては、一対の温度センサとペルチェ素子とを一つ
の画角に対して設ける必要がなくなるため、装置構成が
簡略化され、また、制御も容易とすることができる効果
がある。
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明の第１の実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の第２の実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図４】本発明の第３の実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図５】本発明の第４の実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図６】ヒートパイプの分割例を示す図である。
【図７】従来例の構成を示す断面図である。
【図８】冷却水の流速と吸着ブロックの変位量との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図９】従来例の露光状態を示す図であり、（ａ）は熱
流束が入射する露光画角に温度センサが配置されていな
い状態が示され、（ｂ）は熱流束が入射する露光画角に
温度センサが配置されている状態が示されている。
流束が入射する露光画角に温度センサが配置されていな
い状態が示され、（ｂ）は熱流束が入射する露光画角に
温度センサが配置されている状態が示されている。
１０１ 吸着ブロック
１０２ 溝
１０３，１０７ 配管
１０４，３０４，４０４ ペルチェ素子
１０５，３０５ ヒートパイプ
１０６ 冷却ブロック
１０８ ステージ
１０９ アクチュエータ
１１０ ひんじバネ
１１１ 固定部
１１２ 流路
１１３ 容器
１１４ ウィック
１１５ 飽和蒸気
１１６ セラミクス板
１１７ 電極
１１８ 半導体熱電素子
１１９ 温度センサ
１２０ 信号線
１２１ 変換器
１２２ コントローラ
１２３ ペルチェ素子制御部
１２４ 電流供給線
１２５ 通信ケーブル
Claims (4)
- 【請求項１】 ウエハを保持する吸着手段と、該吸着手
段の温度調節を行うためのペルチェ素子とを備えたウエ
ハ支持装置において、 前記吸着手段と一方の面で接する前記ペルチェ素子の他
方の面にはヒートパイプが設けられていることを特徴と
するウエハ支持装置。 - 【請求項２】 ウエハを保持する吸着手段と、該吸着手
段の温度調節を行うためのペルチェ素子とを備えたウエ
ハ支持装置において、 前記ペルチェ素子と前記吸着手段との間にヒートパイプ
が設けられていることを特徴とするウエハ支持装置。 - 【請求項３】 ウエハを保持する吸着手段と、該吸着手
段の温度を検出するための温度センサと、該吸着手段の
温度調節を行うためのペルチェ素子とを備え、前記温度
センサの検出温度に基づいて前記吸着手段の温度制御が
行われるウエハ支持装置において、 前記吸着手段と一方の面で接する前記ペルチェ素子の他
方の面にはヒートパイプが設けられていることを特徴と
するウエハ支持装置。 - 【請求項４】 ウエハを保持する吸着手段と、該吸着手
段の温度を検出するための温度センサと、該吸着手段の
温度調節を行うためのペルチェ素子とを備え、前記温度
センサの検出温度に基づいて前記吸着手段の温度制御が
行われるウエハ支持装置において、 前記ペルチェ素子と前記吸着手段との間にヒートパイプ
が設けられていることを特徴とするウエハ支持装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16829491A JP3207871B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | ウエハ支持装置 |
| EP91310134A EP0484179B1 (en) | 1990-11-01 | 1991-11-01 | Wafer holding device in an exposure apparatus |
| US07/786,885 US5220171A (en) | 1990-11-01 | 1991-11-01 | Wafer holding device in an exposure apparatus |
| DE69118315T DE69118315T2 (de) | 1990-11-01 | 1991-11-01 | Waferhaltebefestigung für Belichtungsgerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16829491A JP3207871B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | ウエハ支持装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521308A true JPH0521308A (ja) | 1993-01-29 |
| JP3207871B2 JP3207871B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=15865348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16829491A Expired - Fee Related JP3207871B2 (ja) | 1990-11-01 | 1991-07-09 | ウエハ支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3207871B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100269579B1 (ko) * | 1996-03-15 | 2000-10-16 | 니시히라 순지 | 기판처리장치 |
| WO2005098980A1 (ja) * | 2004-04-08 | 2005-10-20 | Tokyo Electron Limited | 基板載置台および熱処理装置 |
| JP2005340719A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-08 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | ステージ機構 |
| JP4593007B2 (ja) * | 2001-05-23 | 2010-12-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 載置装置 |
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| WO2014122151A3 (en) * | 2013-02-07 | 2014-11-20 | Asml Holding N.V. | Lithographic apparatus |
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| CN112469809A (zh) * | 2018-09-28 | 2021-03-09 | 株式会社日立高新技术 | 热循环器以及具备该热循环器的实时pcr装置 |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP16829491A patent/JP3207871B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2014122151A3 (en) * | 2013-02-07 | 2014-11-20 | Asml Holding N.V. | Lithographic apparatus |
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| JP2016509258A (ja) * | 2013-02-07 | 2016-03-24 | エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． | リソグラフィ装置及び方法 |
| TWI551953B (zh) * | 2013-02-07 | 2016-10-01 | Asml控股公司 | 微影裝置及方法 |
| US10001713B2 (en) | 2013-02-07 | 2018-06-19 | Asml Holding N.V. | Lithographic apparatus and method |
| US10908518B2 (en) | 2013-02-07 | 2021-02-02 | Asml Holding N.V. | Lithographic apparatus and method |
| JP2015008287A (ja) * | 2013-06-03 | 2015-01-15 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 温度制御された基板支持アセンブリ |
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| CN112469809A (zh) * | 2018-09-28 | 2021-03-09 | 株式会社日立高新技术 | 热循环器以及具备该热循环器的实时pcr装置 |
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