JPH07111994B2 - Sample stand - Google Patents
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- JPH07111994B2 JPH07111994B2 JP63084798A JP8479888A JPH07111994B2 JP H07111994 B2 JPH07111994 B2 JP H07111994B2 JP 63084798 A JP63084798 A JP 63084798A JP 8479888 A JP8479888 A JP 8479888A JP H07111994 B2 JPH07111994 B2 JP H07111994B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は試料載置台に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a sample mounting table.
（従来の技術） 周知のように、今日半導体は各種産業分野において幅広
く用いられている。特に、これら半導体は低温域から高
温域にわたるさまざまな温度環境下で用いられることが
多い。(Prior Art) As is well known, today semiconductors are widely used in various industrial fields. In particular, these semiconductors are often used under various temperature environments ranging from a low temperature region to a high temperature region.
従って、半導体の製造工程では、これら半導体が使用さ
れる温度環境を想定し、ウエハ状態でその温度特性試
験、環境特性試験を行う必要がある。Therefore, in the semiconductor manufacturing process, it is necessary to assume the temperature environment in which these semiconductors are used and perform the temperature characteristic test and the environmental characteristic test in a wafer state.
また、近年スーパーコンピュータはますます大型化、高
速化が進んでおり、半導体チップも高集積化と高速化が
要求されている。これに伴い、半導体チップ単位面積当
りの消費電力量も増加しており、発熱量も増えるため、
コンピュータに実装される前に、各々のチップは冷却部
を有するパッケージに収納される。Further, in recent years, supercomputers have become larger and faster, and semiconductor chips are also required to have higher integration and higher speed. Along with this, the power consumption per unit area of the semiconductor chip is also increasing, and the heat generation amount is also increasing.
Before being mounted on a computer, each chip is stored in a package having a cooling unit.
ところが、ウエハ状態では検査の過程で半導体チップの
温度が上昇し、著しい場合には、半導体チップが焼損す
る危険があった。そこで、載置台を冷却し、コンピュー
タ実装時と同様な条件下で検査する必要が生じていた。However, in the wafer state, the temperature of the semiconductor chip rises during the inspection process, and if it is significant, there is a risk of burning the semiconductor chip. Therefore, it is necessary to cool the mounting table and inspect it under the same conditions as when mounting the computer.
これらの試験を行うため、従来より載置台上に載置され
たウエハをペルチェ効果を利用して冷却または加熱する
載置台の開発、実用化が行われている。In order to perform these tests, a mounting table for cooling or heating a wafer mounted on the mounting table by utilizing the Peltier effect has been developed and put into practical use.
第６図に従来の実施例を示す。即ちこの熱交換素子（1
0）は、電気伝導体（12）及び（14）の間にＮ型半導体
（16）を接続し、電気伝導体（14）及び（18）の間にＰ
型半導体（20）を接続することにより形成されている。FIG. 6 shows a conventional embodiment. That is, this heat exchange element (1
0) connects the N-type semiconductor (16) between the electric conductors (12) and (14), and connects P between the electric conductors (14) and (18).
It is formed by connecting mold semiconductors (20).
周知のように、２つの異なる金属もしくは半導体を直列
に接続し電流を流すと、一方の接合部は発熱しもう一方
の接合部は吸熱するというペルチェ効果が発揮される。As is well known, when two different metals or semiconductors are connected in series and an electric current is applied, one junction produces heat and the other junction absorbs heat, which is a Peltier effect.
従って、熱交換素子（10）に同図に示すようにバッテリ
Ｖを接続すると、第１の熱交換部（22）は吸熱し、第２
の熱交換部（24）は発熱するというペルチェ効果が生じ
る。Therefore, when the battery V is connected to the heat exchange element (10) as shown in the figure, the first heat exchange section (22) absorbs heat and the second heat exchange section (22) absorbs heat.
The Peltier effect is generated in that the heat exchange section (24) generates heat.
熱交換素子（10）のこのような特性を利用し、該熱交換
素子（10）の第１の熱交換部（22）側を、同図に示すよ
うに電気絶縁体（26）を介してウエハ載置台として用い
られるチャックトップ（30）の裏面側に当接することに
より、このチャックトップ（30）の表面側に載置された
ウエハ（32）を必要に応じて冷却または加熱することが
できる。Utilizing such characteristics of the heat exchange element (10), the first heat exchange section (22) side of the heat exchange element (10) is connected via an electrical insulator (26) as shown in the figure. By contacting the back surface side of the chuck top (30) used as a wafer mounting table, the wafer (32) mounted on the front surface side of the chuck top (30) can be cooled or heated as necessary. .
また、このように熱交換素子（10）の第１熱交換部（2
2）側で冷却または加熱という熱交換を行う場合には、
第２の熱交換部（24）側で第１の熱交換部（22）側とは
逆の熱交換を行ってやる必要がある。In addition, in this way, the first heat exchange section (2
2) When performing heat exchange such as cooling or heating on the side,
It is necessary to exchange heat on the side of the second heat exchange section (24) opposite to that on the side of the first heat exchange section (22).
このため、熱交換素子（10）は、その第２の熱交換部
（24）を電気絶縁体（28）を介して熱交換ジャケット
（34）に当接している。Therefore, the second heat exchange section (24) of the heat exchange element (10) is in contact with the heat exchange jacket (34) via the electrical insulator (28).
そして、第２の熱交換部（24）が発熱する場合にはジャ
ケット（34）は吸熱し、また第２熱交換部（24）が吸熱
する場合には熱交換ジャケット（34）は発熱し、両者の
間で熱交換をスムーズに行うよう形成されている。The jacket (34) absorbs heat when the second heat exchange section (24) generates heat, and the heat exchange jacket (34) generates heat when the second heat exchange section (24) absorbs heat. It is formed to smoothly exchange heat between the two.
（発明が解決しようとする課題） ところで、従来装置では熱交換ジャケット（34）内に熱
交換媒体として気体を循環させ、この循環気体を用い前
記第２の熱交換部（24）との間で熱交換を行うよう形成
されていた。(Problems to be solved by the invention) By the way, in the conventional device, a gas is circulated as a heat exchange medium in the heat exchange jacket (34), and the circulated gas is used to communicate with the second heat exchange section (24). It was designed to carry out heat exchange.
しかし、このように気体を熱交換用に用いると、第２の
熱交換部（24）を冷却または加熱する際に必要とされる
気体流量が極めて大きなものとなり、装置全体が大型か
つ高価なものとなってしまうという問題があった。However, when the gas is used for heat exchange in this way, the gas flow rate required for cooling or heating the second heat exchange section (24) becomes extremely large, and the entire apparatus is large and expensive. There was a problem of becoming.
例えば、20℃１気圧の水の熱伝導率は約0.51Kcal/mhdeg
であるが、空気は0.022Kcal/mhdegであり、空気は水の1
/20以下の値である。For example, the thermal conductivity of water at 20 ° C and 1 atmosphere is about 0.51 Kcal / mhdeg.
However, the air is 0.022Kcal / mhdeg, and the air is 1 of water.
/ 20 or less.
本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、ペルチェ効果を利用して試料の冷却
または加熱を効率良く行うことができる小型でかつ安価
な試料載置台を提供することにある。The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object thereof is to provide a small and inexpensive sample mounting table that can efficiently perform cooling or heating of a sample by utilizing the Peltier effect. To do.
（問題点を解決するための手段及びその作用） 請求項１の発明に係る試料載置台は、表面側に試料を載
置する載置部と、 この載置部の裏面側に一方の熱交換部が接触されペルチ
ェ効果を利用して載置部を冷却または加熱する熱交換素
子と、 この熱交換素子の他方の熱交換部に密着する熱交換ジャ
ケットと、 この熱交換ジャケットを外部から循環する液体により冷
却または加熱する手段と、 を有し、 前記載置部の裏面側と前記熱交換ジャケットとの対向面
間に空間部を設け、この空間部内にて前記載置部と前記
熱交換ジャケットとで前記熱交換素子を挾持する形態で
収納し、かつ、前記空間部を真空状態とするダクトを熱
交換ジャケットに設けたことを特徴とする。(Means for Solving Problems and Actions Thereof) The sample mounting table according to the invention of claim 1 has a mounting part for mounting a sample on the front surface side, and one heat exchange on the back surface side of the mounting part. Heat exchange elements that contact each other to cool or heat the mounting portion using the Peltier effect, a heat exchange jacket that is in close contact with the other heat exchange portion of this heat exchange element, and circulate this heat exchange jacket from the outside. A means for cooling or heating with a liquid, and a space is provided between the back surface side of the placing part and the facing surface of the heat exchanging jacket, and the placing part and the heat exchanging jacket in the space. And the heat exchange element is housed in a sandwiched manner, and a duct for placing the space in a vacuum state is provided in the heat exchange jacket.
請求項１の発明によれば、載置部と熱交換ジャケットと
が真空状態の空間部を介して隔離的に取り付けられるた
め、載置部と熱交換ジャケットとの直接的な固体熱伝導
を防止することに加えて、空気の対流による熱交換をも
防止でき、載置第の熱損失が低減される。このことに加
えて、熱交換素子を真空断熱できるので、熱交換素子を
用いた載置台ひいては試料の冷却または加熱を効率良く
かつ迅速に行うことができる。According to the invention of claim 1, since the mounting portion and the heat exchange jacket are separately mounted via the space portion in a vacuum state, direct solid heat conduction between the mounting portion and the heat exchange jacket is prevented. In addition to this, heat exchange due to convection of air can also be prevented, and the mounting first heat loss can be reduced. In addition to this, since the heat exchange element can be heat-insulated in vacuum, the mounting table using the heat exchange element and thus the sample can be cooled or heated efficiently and quickly.
請求項２の発明は、前記載置部にその表面側と空間部と
を連通する試料吸着用の細孔を設けたことを特徴とす
る。The invention of claim 2 is characterized in that the above-mentioned mounting portion is provided with pores for adsorbing the sample, which communicate the surface side thereof with the space portion.
請求項２の発明によれば、負圧ダクト、空間部及び細孔
を介して試料が載置部に真空吸着され、しかも断熱のた
めの前記空間部を真空チャックのためのバキューム経路
として兼用できる。これにより、第２図に示すように、
載置部の側面か横方向に伸びるバキューム経路を確保す
る必要がなくなり、載置部を薄くして試料との間の熱交
換効率をより高めることができる。According to the invention of claim 2, the sample is vacuum-adsorbed to the mounting portion through the negative pressure duct, the space and the pores, and the space for heat insulation can also be used as a vacuum path for the vacuum chuck. . As a result, as shown in FIG.
It is not necessary to secure a vacuum path that extends laterally or laterally of the mounting portion, and the mounting portion can be thinned to further improve heat exchange efficiency with the sample.
請求項３の発明は、前記載置部及び前記熱交換ジャケッ
トは、空間部以外の領域で隙間を介して非接触で対向す
るよう形成され、この隙間には、空間部の真空状態を維
持するシール部材が設けられていることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, the mounting portion and the heat exchange jacket are formed so as to face each other in a non-contact manner with a gap in a region other than the space, and the gap maintains a vacuum state of the space. A seal member is provided.
請求項３の発明によれば、隙間の存在により載置部及び
熱交換ジャケットが直接接触せず、請求項２の効果であ
る熱交換効率がさらに高まり、しかも隙間がシール部材
により気密シールされるため、空間部の真空状態が維持
できる。According to the invention of claim 3, the mounting portion and the heat exchange jacket do not come into direct contact with each other due to the existence of the gap, the heat exchange efficiency which is the effect of claim 2 is further enhanced, and the gap is hermetically sealed by the seal member. Therefore, the vacuum state of the space can be maintained.
請求項４の発明は、熱交換ジャケットに循環供給される
不凍液のタンクと、 このタンク内の不凍液を冷却する冷凍機と、 前記タンクと熱交換器とを結ぶ不凍液の循環流路と、 この循環流路途中に設けれたホンプと、 を有することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, a tank of antifreeze liquid circulated and supplied to the heat exchange jacket, a refrigerator for cooling the antifreeze liquid in the tank, a circulation path of the antifreeze liquid connecting the tank and the heat exchanger, and the circulation And a hoop provided in the middle of the flow path.
請求項４の発明によれば、特に試料を冷却する場合に、
冷却された不凍液により、熱交換ジャケットを介して熱
交換素子の他方の熱交換部を確実に冷却できる。従っ
て、試料の冷却を安定して行うことができる。According to the invention of claim 4, particularly when the sample is cooled,
The cooled antifreeze liquid can reliably cool the other heat exchange portion of the heat exchange element via the heat exchange jacket. Therefore, the sample can be cooled stably.
請求項５の発明は、熱交換ジャケットに接続される不凍
液の流路は、フレキシブルチューブにて構成されている
ことを特徴とする。The invention of claim 5 is characterized in that the flow path of the antifreeze liquid connected to the heat exchange jacket is constituted by a flexible tube.
請求項５の発明によれば、フレキシブルチューブが接続
された試料載置台を例えばＸ−Ｙテーブルなどにより移
動させることができ、プローブ装置などの半導体検査装
置用の試料載置台として利用できる。According to the invention of claim 5, the sample mounting table to which the flexible tube is connected can be moved by, for example, an XY table, and can be used as a sample mounting table for a semiconductor inspection device such as a probe device.
請求項６の発明は、載置部の温度を検出する温度センサ
と、 この温度センサでの検出温度に基づき熱交換素子を駆動
制御して、前記載置部を設定温度に制御する温度制御部
と、 を有することを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, a temperature sensor that detects the temperature of the mounting portion, and a temperature control unit that drives and controls the heat exchange element based on the temperature detected by the temperature sensor to control the mounting portion to a set temperature. And having.
請求項６の発明によれば、温度センサの検出に基づく試
料の温度のフィードバック制御が可能となる。According to the invention of claim 6, it is possible to perform feedback control of the temperature of the sample based on the detection of the temperature sensor.
請求項７の発明は、熱交換素子は、電気絶縁体を介して
前記載置部の裏面に配置されていることを特徴とする。The invention of claim 7 is characterized in that the heat exchange element is disposed on the back surface of the mounting portion via an electrical insulator.
請求項７の発明によれば、熱交換素子を電気絶縁体を介
して載置部裏面に密着配置でき、載置部−熱交換素子間
の熱交換効率が向上する。According to the invention of claim 7, the heat exchange element can be closely arranged on the back surface of the mounting portion via the electrical insulator, and the heat exchange efficiency between the mounting portion and the heat exchange element is improved.
（実 施 例） 次に本発明の載置台を半導体ウエハの載置台に適用した
実施例を第１図から第５図により説明する。なお第６図
に示す従来装置と対応する部材には同一符号を付しその
説明は省略する。(Example) Next, an example in which the mounting table of the present invention is applied to a mounting table for a semiconductor wafer will be described with reference to FIGS. 1 to 5. Members corresponding to those of the conventional device shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
この載置台は、チャックトップ載置部（30）上に載置さ
れたウエハ（試料）（32）を、チャックトップ（30）の
裏面側に設けられたペルチェタイプの熱交換素子（10）
を用いて冷却または加熱するよう形成されている。In this mounting table, a wafer (sample) (32) mounted on a chuck top mounting part (30) is provided with a Peltier type heat exchange element (10) provided on the back side of the chuck top (30).
Is used to cool or heat.
即ち、熱交換素子（10）は、前記ペルチェ効果を有する
Ｎ型半導体（10A）と、Ｐ型半導体（10B）とを備え、そ
の第１の熱交換部（22）側がチャックトップ（30）の裏
面側と密着するよう形成され、第２の熱交換部（24）側
は、熱交換ジャケット（34）と密接し、両者の間で熱交
換を行うよう構成されている。That is, the heat exchange element (10) includes the N-type semiconductor (10A) having the Peltier effect and the P-type semiconductor (10B), and the first heat exchange section (22) side thereof has the chuck top (30). The second heat exchange section (24) side is formed so as to be in close contact with the back surface side, is in close contact with the heat exchange jacket (34), and is configured to perform heat exchange between them.
この実施例の特徴的事項は、この熱交換ジャケット（3
4）内を循環する熱交換媒体として気体に比べ熱伝導率
の高い液体を用いたことにある。The characteristic feature of this embodiment is that the heat exchange jacket (3
4) As a heat exchange medium circulating in the inside, a liquid having a higher thermal conductivity than gas is used.
このような液体としては、凍りにくくしかも加熱しても
その状態が変化しないものを用いる必要があり、例え
ば、化学的に安定で、ランニングコストの安価なエチレ
ングリコール水溶液が用いられている。As such a liquid, it is necessary to use a liquid that is hard to freeze and does not change its state even when heated. For example, an ethylene glycol aqueous solution that is chemically stable and has a low running cost is used.
このように、熱交換ジャケット（34）の流路（34a）内
を流れる熱交換媒体として液体を用いるため、熱交換媒
体として空気を用いた従来装置に比べ、熱交換媒体の単
位体積当りのヒートマス（質量×比熱）が飛躍的に大き
な値となる。As described above, since the liquid is used as the heat exchange medium flowing in the flow path (34a) of the heat exchange jacket (34), the heat mass per unit volume of the heat exchange medium is larger than that of the conventional device using air as the heat exchange medium. (Mass x specific heat) becomes a dramatically large value.
従って、この熱交換媒体の単位時間当りの流量を大幅に
少なくすることができるため、熱交換ジャケット（34）
及び液体を循環させるための装置を小さく構成でき、か
つ装置全体の低コスト化を図ることができる。Therefore, since the flow rate of this heat exchange medium per unit time can be significantly reduced, the heat exchange jacket (34)
Also, the device for circulating the liquid can be made small, and the cost of the entire device can be reduced.
また、このような液体は、気体に比べ熱伝導率が高いた
め、本発明によれば従来装置に比べ、熱交換素子（10）
の第２の熱交換部（24）と熱交換ジャケット（34）の間
で、大量の熱交換が可能となる。このため、従来不可能
であった温度帯域まで、載置台（チャックトップ）を加
熱、又は冷却することができる。Further, since such a liquid has a higher thermal conductivity than a gas, according to the present invention, a heat exchange element (10) is provided as compared with a conventional device.
A large amount of heat can be exchanged between the second heat exchange section (24) and the heat exchange jacket (34). For this reason, the mounting table (chuck top) can be heated or cooled to a temperature range that has been impossible in the past.
更には、チャックトップ（30）を短時間で所定温度に冷
却または加熱することが可能となり、ウエハ（32）の特
性試験あるいは循環試験を迅速に行うことが可能とな
る。Furthermore, the chuck top (30) can be cooled or heated to a predetermined temperature in a short time, and the characteristic test or circulation test of the wafer (32) can be quickly performed.
また、第１図に示すように、基台（38）にボルト（36）
を用いて固定された座板（40）上には、断熱材（42）を
介して前記熱交換ジャケット（34）が一体的に取り付け
られている。Also, as shown in FIG. 1, bolts (36) are attached to the base (38).
The heat exchange jacket (34) is integrally attached to the seat plate (40) fixed by using a heat insulating material (42).
そして、この熱交換ジャケット（34）上には円板状のチ
ャックトップ（30）が熱交換素子（10）を介してボルト
（44）及び（46）を用いて取り付け固定されている。A disc-shaped chuck top (30) is mounted and fixed on the heat exchange jacket (34) through the heat exchange element (10) using bolts (44) and (46).
前記チャックトップ（30）は、この裏面側に円環状の凹
部が形成され、この凹部に熱交換素子（10）が密着さ
れ、この周囲と熱交換ジャケット（34）との間に幅広の
空間部（100）ができるよう形成されている。The chuck top (30) has an annular recess formed on the back side thereof, and the heat exchange element (10) is closely attached to the recess, and a wide space between the periphery and the heat exchange jacket (34). (100) is formed.
この熱交換素子（10）の第１の熱交換部（22）及び第２
の熱交換部（24）側がそれぞれチャックトップ（30）と
熱交換ジャケット（34）に密着するよう、チャックトッ
プ（30）の裏面側に設けられた凹部の深さＬが熱交換素
子（10）の厚さＨより幾分小さく形成されている。The first heat exchange section (22) and the second heat exchange element (10) of this heat exchange element (10)
The depth L of the recess provided on the back surface side of the chuck top (30) is such that the heat exchange section (24) side of each of the heat exchange element (10) is in close contact with the chuck top (30) and the heat exchange jacket (34). Is formed to be somewhat smaller than the thickness H.
この構成により、熱交換素子（10）を密着挾持して、熱
交換ジャケット（34）及びチックトップ（30）をボルト
（44）及び（46）を用いて一体的に取り付け固定する
と、チャックトップ（30）の裏面側と熱交換ジャケット
（34）との間には所定幅δ（δ＝Ｈ−Ｌ）を持った隙間
（200）ができる。With this configuration, when the heat exchange element (10) is held in close contact and the heat exchange jacket (34) and the tic top (30) are integrally attached and fixed using the bolts (44) and (46), the chuck top ( A gap (200) having a predetermined width δ (δ = HL) is formed between the rear surface side of 30) and the heat exchange jacket (34).
これからチャックトップ（30）及び熱交換ジャケット
（34）が所定幅δを持った隙間（200）を介して離隔的
に取り付け固定されるため、熱交換素子（10）は、その
第１の熱交換部（22）及び第２の熱交換部（24）側がチ
ャックトップ（30）及び熱交換ジャケット（34）に密着
挾持されることになる。この結果、熱交換素子（10）の
各熱交換部（22）及び（24）とチャックトップ（30）及
び熱交換ジャケット（34）との間の熱交換をスムーズに
行うことが可能となる。また、チャックトップ（30）と
熱交換ジャケット（34）との間は離隔的に固定されるた
め、この間の直接接触による熱損失が皆無にできる。From now on, the chuck top (30) and the heat exchange jacket (34) are attached and fixed to each other via the gap (200) having a predetermined width δ, so that the heat exchange element (10) has its first heat exchange. The part (22) and the second heat exchanging part (24) side are closely held by the chuck top (30) and the heat exchanging jacket (34). As a result, the heat exchange between the heat exchange parts (22) and (24) of the heat exchange element (10) and the chuck top (30) and the heat exchange jacket (34) can be smoothly performed. Further, since the chuck top (30) and the heat exchange jacket (34) are fixed apart from each other, heat loss due to direct contact therebetween can be eliminated.
更に、座板（40）、断熱材（42）及び熱交換ジャケット
（34）を介して前記空間部（100）と連通する真空ダク
ト48が設けられ、空間部（100）内が真空となるよう形
成されている。Further, a vacuum duct 48 communicating with the space portion (100) via the seat plate (40), the heat insulating material (42) and the heat exchange jacket (34) is provided so that the space portion (100) becomes a vacuum. Has been formed.
また、この空間部（100）内の真空状態を維持するた
め、チャックトップ（30）の裏面外側付近にシール部材
としてＯリング（50）が設けられている。また、Ｏリン
グ（50）の材質として、シリコンゴムなどを選択するこ
とにより、Ｏリングから伝導する熱損失を微少にでき
る。Further, in order to maintain the vacuum state in the space (100), an O-ring (50) is provided as a seal member near the outer surface of the back surface of the chuck top (30). In addition, by selecting silicon rubber or the like as the material of the O-ring (50), the heat loss conducted from the O-ring can be minimized.
このように、実施例の載置台では、チャックトップ（3
0）と熱交換ジャケット（34）とが真空状態の空間部（1
00）及び隙間（200）を介して離隔的に取り付け固定さ
れているため、チャックトップ（30）と熱交換ジャケッ
ト（34）との直接的な熱交換を防止するばかりでなく、
空気を介した熱交換をも防止できることからチャックト
ップ（30）と熱交換ジャケットを効果的に断熱できる。Thus, in the mounting table of the embodiment, the chuck top (3
0) and the heat exchange jacket (34) are in a vacuum (1)
00) and the gap (200) are installed and fixed separately, so that not only can direct heat exchange between the chuck top (30) and the heat exchange jacket (34) be prevented, but also
Since heat exchange via air can also be prevented, the chuck top (30) and the heat exchange jacket can be effectively insulated.
例えば、熱交換ジャケット（34）内に冷却液を流しジャ
ケット自体を−10℃に冷却し、熱交換素子（10）を用い
てチャックトップを−50℃に冷却する場合を想定する。For example, it is assumed that a cooling liquid is flown into the heat exchange jacket (34) to cool the jacket itself to −10 ° C. and the chuck top is cooled to −50 ° C. using the heat exchange element (10).
この時、チャックトップ（30）及び熱交換ジャケット
（34）がその一部でも機械的に接触していると、その接
触部分から熱交換が直接行われてチャックトップ（30）
の温度が上昇し、熱交換素子（10）の機能を生かすこと
ができない。At this time, if the chuck top (30) and the heat exchange jacket (34) are mechanically in contact with each other, heat is directly exchanged from the contacting portion and the chuck top (30).
The temperature rises and the function of the heat exchange element (10) cannot be utilized.
これに対し、本実施例によればチャックトップ（30）及
び熱交換ジャケット（34）を、真空状態に制御された空
間部（100）及び隙間（200）を介して非接触で取り付け
固定している。このため、これら両者の間で空気を介在
した熱交換ロスもなく、この結果、熱交換素子（10）を
用いウエハ（32）の冷却または加熱を効率良くしかも迅
速に行うことが可能となる。また、上記チャックトップ
（30）にその表面側と裏面側空間部（100）とを連通す
る試料吸着用の細孔（52）が複数設けられており、ウエ
ハ（32）の細孔（52）を介してチャックトップ（30）の
表面上に真空吸着している。On the other hand, according to the present embodiment, the chuck top (30) and the heat exchange jacket (34) are attached and fixed in a non-contact manner via the space (100) and the gap (200) controlled in a vacuum state. There is. For this reason, there is no heat exchange loss between them, and as a result, the heat exchange element (10) can be used to cool or heat the wafer (32) efficiently and quickly. Further, the chuck top (30) is provided with a plurality of sample adsorption pores (52) for communicating the front surface side and the back surface side space (100) with each other, and the pores (52) of the wafer (32) are provided. It is vacuum-adsorbed on the surface of the chuck top (30) via.
なお、このような真空吸着を行うために、チャックトッ
プ（30）の横方向からその表面と連通する細孔（52）を
第２図に示すよう形成することも考えられるが、このよ
うにするとチャックトップ（30）の厚さＸが増加し、そ
のヒートマスが大きなものとなってしまう。この結果、
熱交換素子（10）を用いたチャックトップ（30）の冷
却、加熱スピードが低下し、ウエハ（32）を所定の温度
まで迅速に冷却または加熱することができなくなってし
まう。In order to perform such vacuum adsorption, it is conceivable to form the pores (52) communicating with the surface of the chuck top (30) from the lateral direction as shown in FIG. 2, but this is done. The thickness X of the chuck top (30) increases, and its heat mass becomes large. As a result,
The cooling and heating speed of the chuck top (30) using the heat exchange element (10) is reduced, and the wafer (32) cannot be cooled or heated quickly to a predetermined temperature.
これに対し、本実施例のように空間部（100）内を真空
状態とし、チャックトップ（30）の表面側と裏面側空間
部（100）とを連通するよう縦方向に細孔（52）を形成
すれば、チャックトップ（30）の板厚ｘを必要最小限と
し、そのヒートマスを充分小さな値とすることができ
る。On the other hand, as in the present embodiment, the inside of the space (100) is evacuated, and the front side of the chuck top (30) and the back side space (100) are communicated with each other through the vertical pores (52). By forming, the plate thickness x of the chuck top (30) can be minimized and the heat mass can be made sufficiently small.
しかも、第１図に示すように細孔（52）を縦方向に形成
することにより、チャックトップ（30）の加工能率が向
上し、とりわけ絶縁性や強度を高めるためチャックトッ
プ（30）の材質としてセラミックを用いたような場合で
も、細孔（52）を比較的簡単にかつ安価に形成すること
ができる。Moreover, by forming the pores (52) in the vertical direction as shown in FIG. 1, the machining efficiency of the chuck top (30) is improved, and especially, the material of the chuck top (30) is used to improve the insulation and strength. Even when ceramic is used as the material, the pores (52) can be formed relatively easily and inexpensively.
また、上記載置台には、図中矢印方向へ上下動するウエ
ハつき出しピン（56）が設けられ、該つき出しピン（5
6）を細孔（54）を介してチャックトップ（30）の表面
側につき出すことにより、ウエハ（32）をチャックトッ
プ（30）の表面から浮上させ、取外しを可能にしてい
る。In addition, the above-mentioned mounting table is provided with a wafer push-out pin (56) that moves up and down in the direction of the arrow in the drawing.
By exposing 6) to the surface side of the chuck top (30) through the pores (54), the wafer (32) is levitated from the surface of the chuck top (30) and can be removed.
第３図には、第１図に示す熱交換素子（10）の制御シス
テム及び熱交換ジャケット（34）に熱交換用の液体を循
環させるシステムの一例が示されている。FIG. 3 shows an example of a control system for the heat exchange element (10) shown in FIG. 1 and a system for circulating a heat exchange liquid through the heat exchange jacket (34).
即ちコントローラ（60）は、センサ（62）で検出される
チャックトップ（30）の温度に基づき、熱交換素子（1
0）に与える電流、電圧を制御して、設定温度を得るこ
とができる。That is, the controller (60) controls the heat exchange element (1) based on the temperature of the chuck top (30) detected by the sensor (62).
The set temperature can be obtained by controlling the current and voltage applied to 0).
この熱交換素子（10）を用いてウエハ（32）を冷却しよ
うとする場合には、流路（34a）に冷却液を流し、熱交
換素子（10）に対し第４図に示すような極性で直流電圧
を印加する。またウエハ（32）を加熱しようとする場合
には、流路（34a）に加熱流を流し、熱交換素子（10）
に対し第５図に示すように直流電圧を印加しその温度調
整を行う。When the wafer (32) is to be cooled using this heat exchange element (10), a cooling liquid is caused to flow through the flow path (34a) and the polarity as shown in FIG. 4 is applied to the heat exchange element (10). Apply a DC voltage with. When heating the wafer (32), a heating flow is passed through the flow path (34a) to heat the heat exchange element (10).
On the other hand, as shown in FIG. 5, a DC voltage is applied to adjust the temperature.
また、実施例のシステムにおいて、熱交換ジャケット
（34）の流路（34a）に供給される熱交換用の液体、す
なわちエチレングリコール水溶液（72）は、タンク（7
0）内に蓄えられポンプ74を用いてタンク（70）から熱
交換ジャケット（34）の流路（34a）に送られ再びタン
ク（70）へ還流される。In the system of the embodiment, the heat exchange liquid supplied to the flow path (34a) of the heat exchange jacket (34), that is, the ethylene glycol aqueous solution (72), is stored in the tank (7
It is stored in 0) and is sent from the tank (70) to the flow path (34a) of the heat exchange jacket (34) using the pump 74 and is returned to the tank (70) again.
ここで、第４図に示すように熱交換素子（10）がウエハ
（32）を冷却する場合には、その第２の熱交換部（24）
は発熱する。従って、この場合には冷凍機（76）を動作
させてエチレングリコール水溶液（72）を予め定めた温
度に冷却し、この冷却液を熱交換ジャケット（34）の流
路（34a）に循環させ、第２の熱交換部（24）を冷却す
る。Here, when the heat exchange element (10) cools the wafer (32) as shown in FIG. 4, the second heat exchange section (24) thereof is used.
Heats up. Therefore, in this case, the refrigerator (76) is operated to cool the ethylene glycol aqueous solution (72) to a predetermined temperature, and this cooling liquid is circulated through the flow path (34a) of the heat exchange jacket (34), The second heat exchange section (24) is cooled.
また、第５図に示すように熱交換素子（10）がウエハ
（32）を加熱する場合には、その第２の熱交換部（24）
は吸熱する。従って、この場合にはヒータ（78）を動作
させタンク（70）内のエチレングリコール水溶液（72）
を加熱し、この加熱液を熱交換ジャケット（34）の流路
（34a）内に循環させる構造となっている。When the heat exchange element (10) heats the wafer (32) as shown in FIG. 5, the second heat exchange section (24) thereof is used.
Absorbs heat. Therefore, in this case, the heater (78) is operated and the ethylene glycol aqueous solution (72) in the tank (70) is
Is heated and the heated liquid is circulated in the flow path (34a) of the heat exchange jacket (34).
なお、前記実施例においては試料としてウエハ（32）を
冷却または加熱する場合を例にとり説明したが、本発明
はこれに限らず必要に応じて他の試料の冷却または加熱
を行う載置台に対しても有効であることはいうまでもな
い。In the above embodiments, the case where the wafer (32) is cooled or heated as a sample has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and a mounting table that cools or heats another sample as necessary is provided. However, it goes without saying that it is effective.
又、上記実施例では、載置台の冷却および加熱を、ペル
チェ効果素子と熱交換媒体として液体を用いて行なって
いたが、この例に限定されるものではなく、例えば載置
台の冷却を、載置台に冷却液を循環させて行ない、加熱
はヒータにより行なっても良い。次にこの載置台の冷却
を冷却液の循環で行ない加熱をヒータで行なう例につい
て図面を参照して説明する。Further, in the above embodiment, the cooling and heating of the mounting table were performed using the Peltier effect element and the liquid as the heat exchange medium, but the present invention is not limited to this example. The cooling liquid may be circulated through the table and the heater may be used for heating. Next, an example in which the mounting table is cooled by circulating a cooling liquid and heating is performed by a heater will be described with reference to the drawings.
第７図に示すように載置台（80）の内部には、冷却ジャ
ケット（81）が内蔵され、載置面（82）の裏面のほぼ全
体に接触するよう敷設されている。この冷却ジャケット
（81）は、均一な厚さの冷却液の流路であり、その厚み
方向に均等な幅で仕切る材質、例えばアルミニウム等の
熱伝導性の良好な金属からなるリブ（83）により、蛇行
した、あるいは格子状等の流路を冷却ジャケット（81）
に形成して冷却液を流すようになっている。このリブ
（83）により、冷却液の冷却ジャケット（81）内におけ
る流れを乱すことを防止し、冷却液の液体損失を低減で
き、容易に大量の液を流すこことができることから、熱
交換効率をより高くすることができる。上記冷却液とし
てはエチレングリコール水溶液などの不凍液が好適に使
用される。このほかエチレングリコール水溶液より凝固
点の低いフロリナート（商品名）エチルアルコールなど
を適宜使用できる。また冷却ジャケット（81）として
は、銅やその他の熱伝導率のよい材料を使用する必要が
ある。As shown in FIG. 7, a cooling jacket (81) is built in the mounting table (80) and is laid so as to contact almost the entire back surface of the mounting surface (82). This cooling jacket (81) is a flow path for a cooling liquid having a uniform thickness, and is formed by a rib (83) made of a material having a uniform width in the thickness direction, for example, a metal having good thermal conductivity such as aluminum. Cooling, meandering or grid-like channels (81)
To form a cooling liquid. The rib (83) prevents the flow of the cooling liquid in the cooling jacket (81) from being disturbed, can reduce the liquid loss of the cooling liquid, and can easily flow a large amount of liquid, so that the heat exchange efficiency can be improved. Can be higher. An antifreeze liquid such as an ethylene glycol aqueous solution is preferably used as the cooling liquid. In addition, Fluorinert (trade name) ethyl alcohol, which has a lower freezing point than the aqueous solution of ethylene glycol, can be appropriately used. Further, it is necessary to use copper or another material having a high thermal conductivity for the cooling jacket (81).
上記リブ（83）の側面には、冷却液を冷却ジャケット
（81）内に供給するための給液口もしくは排出するため
の排液口（84）が設けられ、冷却ジャケット（81）に冷
却した冷却液を供給するとともに、冷却液を還流させて
冷却装置に戻す構成になっている。A liquid supply port for supplying the cooling liquid into the cooling jacket (81) or a drain port (84) for discharging the cooling liquid is provided on the side surface of the rib (83), and the cooling jacket (81) is cooled. The cooling liquid is supplied and the cooling liquid is refluxed and returned to the cooling device.
又、上記冷却ジャケット（81）の下側には、冷却ジャケ
ット（81）と密着させて、載置台（80）のほぼ全面に相
当する広さの、面状発熱体等からなるヒータ（85）が敷
設されている。ヒータ（85）をこのように冷却ジャケッ
ト（81）の下側に形成したのは、冷却ジャケット（81）
の上側にヒータ（85）を設けると、ヒータ自身が断熱材
の作用をはたしてしまい、冷却をさまたげるからであ
る。そして、ヒータ（85）をこのように位置に設けて
も、上記リブ（83）がヒータ（85）の熱を載置面（82）
にスムーズに伝導する。又、載置台（80）には、被載置
体例えば半導体ウエハの温度として測定できる位置に温
度センサ（86）が１ないし複数埋設されていて、ヒータ
（85）の温度制御が行なえる。したがって、冷却中に加
温して温度の微調整制御を行なうことができるだけでな
く、必要に応じて加熱する場合にも載置面（82）の温度
を均一にすることができる。Further, below the cooling jacket (81), a heater (85) which is in close contact with the cooling jacket (81) and has a size corresponding to substantially the entire surface of the mounting table (80) and which is composed of a planar heating element or the like. Has been laid. The heater (85) thus formed below the cooling jacket (81) is the cooling jacket (81).
This is because if the heater (85) is provided on the upper side of the heater, the heater itself acts as a heat insulating material and impedes cooling. Even if the heater (85) is provided at such a position, the rib (83) transfers the heat of the heater (85) to the mounting surface (82).
Conducts smoothly. Further, one or a plurality of temperature sensors (86) are embedded in the mounting table (80) at a position where the temperature of the mounted object, for example, a semiconductor wafer can be measured, and the temperature of the heater (85) can be controlled. Therefore, not only can the temperature be finely controlled by heating during cooling, but the temperature of the mounting surface (82) can be made uniform even when heating is performed as necessary.
次に、上記載置台（80）の冷却ジャケット（81）への冷
却液の供給部（87）であるサーモジェネレータについて
説明する。Next, the thermogenerator, which is the cooling liquid supply section (87) to the cooling jacket (81) of the mounting table (80), will be described.
この供給部（87）には、第８図に示すように、例えばエ
チレングリコールやフロリナートやエチルアルコール等
の不凍液（88）を貯蔵する有底の不凍液タンク（89）が
設けられていて、このタンク（89）には不凍液（88）の
量が確認できるセンサ（図示せず）がついていて、不凍
液（88）の残量や液もれが把握可能とされている。又、
上記タンク（89）内に貯蔵された不凍液（88）を冷却す
るために、ランニングコスト及び冷却能力の安定性のよ
い空冷式の冷凍機（90）が設けられていて、この冷凍機
（90）から冷却された気体例えばフロンガスが循環送流
される如く、このフロンガスの放冷効率の高い材質の配
送管（91）が上記タンク（89）内の不凍液（88）に浸漬
されている。このように冷凍機（90）で冷却された不凍
液（88）を、タンク（89）から載置台（80）の冷却ジャ
ケット（81）に供給し、その後、再びタンク（89）内に
環流する如く配液管（92）が上記タンク（89）内の不凍
液（88）に浸漬するように設けられている。この配液管
（92）構成は、配液管（92）に不凍液（88）を送流する
ためにポンプ（93）が接続されいて、配管の信頼性を高
めるため不凍液（88）が低圧力で送流される。このた
め、配液管（92）の材質はシリコンチューブ等のフレキ
シブルなものを採用でき、載置台（80）をX,Y,Z,θ回転
方向に移動するための移動機能（80a）による移動にも
容易に対応可能とされている。さらに、上記ポンプ（9
3）からの配液管（92a）には、切換バルブ（94）が接続
されていて、所望に応じて不凍液（88）の送流路を切換
えられる。即ち、このバルブ（94）には、ポンプ（93）
からの配液管（92a）と、このバルブ（94）から冷却ジ
ャケット（81）に不凍液（88）を送流する配液管（92
b）と、冷却ジャケット（81）に不凍液（88）を送流せ
ずに、このバルブ（94）からタンク（89）内に不凍液
（88）を内部循環させるための配液管（92c）が接続さ
れている。又、内部循環用の配液管（92c）は、冷却ジ
ャケット（81）からタンク（89）に不凍液（88）を環流
させるための配液管（92d）に接続され、途中から共有
している。又、上記のような不凍液（88）の供給部（8
7）および載置台（80）の温度制御や動作制御はコント
ローラ部（95）により制御されている。As shown in FIG. 8, the supply section (87) is provided with a bottomed antifreezing liquid tank (89) for storing an antifreezing liquid (88) such as ethylene glycol, fluorinate or ethyl alcohol. A sensor (not shown) for confirming the amount of the antifreeze liquid (88) is attached to the (89), and it is possible to grasp the remaining amount and liquid leakage of the antifreeze liquid (88). or,
In order to cool the antifreeze liquid (88) stored in the tank (89), an air-cooled refrigerator (90) having good running cost and stable cooling capacity is provided, and the refrigerator (90) is provided. A delivery pipe (91) made of a material having a high cooling efficiency of the Freon gas is immersed in the antifreeze liquid (88) in the tank (89) so that the cooled gas such as Freon gas is circulated and sent. The antifreeze liquid (88) thus cooled by the refrigerator (90) is supplied from the tank (89) to the cooling jacket (81) of the mounting table (80), and then recirculated into the tank (89) again. A liquid distribution pipe (92) is provided so as to be immersed in the antifreeze liquid (88) in the tank (89). In this liquid distribution pipe (92) configuration, a pump (93) is connected to feed the antifreezing liquid (88) to the liquid distribution pipe (92), and the antifreezing liquid (88) has a low pressure so as to enhance the reliability of the pipe. Sent by. Therefore, a flexible material such as silicon tube can be used as the material of the liquid distribution pipe (92), and the moving function (80a) for moving the mounting table (80) in the X, Y, Z, θ rotation directions can be used. It is said that it is possible to easily cope with. In addition, the pump (9
A switching valve (94) is connected to the liquid distribution pipe (92a) from 3), and the flow passage of the antifreeze liquid (88) can be switched as desired. That is, the valve (94) has a pump (93)
Liquid distribution pipe (92a) and a liquid distribution pipe (92) that sends antifreeze liquid (88) from this valve (94) to the cooling jacket (81).
b) and the liquid distribution pipe (92c) for internally circulating the antifreeze liquid (88) from the valve (94) to the tank (89) without sending the antifreeze liquid (88) to the cooling jacket (81). Has been done. Further, the liquid distribution pipe (92c) for internal circulation is connected to the liquid distribution pipe (92d) for circulating the antifreeze liquid (88) from the cooling jacket (81) to the tank (89) and shared from the middle. . In addition, the antifreeze liquid (88) supply section (8
The temperature control and operation control of 7) and the mounting table (80) are controlled by the controller section (95).
次に、上記載置台（80）の温度制御方法について説明す
る。Next, a method for controlling the temperature of the mounting table (80) will be described.
例えば載置台（80）の載置面を０℃に設置する場合につ
いて説明する。冷凍機（90）から冷却した例えばフロン
ガスを、タンク（89）に貯蔵されている不凍液（88）に
浸漬している配送管（91）内に循環させる。このことに
より、貯蔵されている不凍機（88）を上記設定温度より
低い温度例えば−10℃に保つ。この様な動作を予冷とい
う。そして、切換バルブ（94）を、冷却ジャケット（8
1）に不凍液（88）を送流可能なように設定し、ポンプ
（93）により、−10℃の不凍液（88）を低圧力で冷却ジ
ャケット（81）に供給する。この供給された不凍液（8
8）は、冷却ジャケット（81）内を送流し、配液管（92
d）によりタンク（89）に環流する。ここで、載置台（8
0）に設けられた温度センサ（86）の出力温度と予め設
定した温度と比較し、差値が零となるようにヒータ（8
5）により調整を行なう。このことにより載置面（82）
を所定の設定温度に制御できる。又、コントローラ部
（95）による温度制御は温度リップルが少なくオーバー
シュートも少ないPID制御（微分積分比例制御）により
オートチューニング方式が望ましい。For example, a case where the mounting surface of the mounting table (80) is set at 0 ° C. will be described. For example, Freon gas cooled from the refrigerator (90) is circulated in the delivery pipe (91) immersed in the antifreeze liquid (88) stored in the tank (89). This keeps the stored antifreeze machine (88) at a temperature lower than the preset temperature, for example, -10 ° C. Such an operation is called pre-cooling. Then, switch the switching valve (94) to the cooling jacket (8
Set the antifreeze liquid (88) to 1) so that the antifreeze liquid (88) at -10 ° C is supplied to the cooling jacket (81) at low pressure by the pump (93). This supplied antifreeze (8
8) flows through the cooling jacket (81), and the liquid distribution pipe (92
Return to tank (89) by d). Here, the mounting table (8
The output temperature of the temperature sensor (86) provided in (0) is compared with the preset temperature, and the heater (8
Adjust according to 5). As a result, the mounting surface (82)
Can be controlled to a predetermined set temperature. Further, for the temperature control by the controller section (95), it is preferable to use the auto tuning method by PID control (differential integral proportional control) with less temperature ripple and less overshoot.
又、載置台（80）を昇温する時は、切換バルブ（94）
を、直接バルブ（94）からタンク（89）に不凍液（88）
を送流するために、環流用の配液管（92d）に接続して
いる配液管（92c）に切換える。このことにより、不凍
液（88）は冷却ジャケット（81）に供給されず、ヒータ
（85）による載置台（80）の昇温を高速化し、又、昇温
による不凍液の劣化を防止でき、なおかつ供給部（87）
において不凍液（88）を内部循環させることにより予冷
ができ、次に冷却する時の冷却速度を向上できる。さら
に、不凍液（88）を内部循環すると、バルブ（94）の切
換時には、冷却ジャケット（81）内に不凍液（88）が残
留しているが、ポンプ（93）の低圧力により、残留不凍
液（88）を容易に回収できる。Also, when raising the temperature of the mounting table (80), the switching valve (94)
Directly from valve (94) to tank (89) antifreeze (88)
In order to send the liquid, the liquid distribution pipe (92c) connected to the liquid distribution pipe (92d) for circulation is switched. As a result, the antifreeze liquid (88) is not supplied to the cooling jacket (81), the heating rate of the mounting table (80) by the heater (85) can be increased, and the deterioration of the antifreeze liquid due to the temperature rise can be prevented, and the antifreeze liquid can be supplied. Division (87)
In the above, pre-cooling can be performed by internally circulating the antifreeze liquid (88), and the cooling rate for the next cooling can be improved. Furthermore, when the antifreeze liquid (88) is internally circulated, the antifreeze liquid (88) remains in the cooling jacket (81) when the valve (94) is switched, but the residual antifreeze liquid (88) remains due to the low pressure of the pump (93). ) Can be easily recovered.
上記したような載置台（80）をプローブ装置（96）に設
置して、被検査体の電気的特性を実行する場合、載置台
（80）を冷却すると、周辺雰囲気が冷却されて、載置台
（80）および周辺機器に霜付が起こるが、この対策とし
ては、載置台（80）周囲雰囲気に除湿したエアを供給す
ることにより防止可能である。又、この時、除湿したエ
アーを逃がさないためにプローブ装置（96）にカバーを
設けて除湿効果を高めても良い。When the mounting table (80) as described above is installed in the probe device (96) and the electrical characteristics of the object to be inspected are executed, when the mounting table (80) is cooled, the surrounding atmosphere is cooled and the mounting table (80) is cooled. Frost is generated on the (80) and peripheral equipment, but as a countermeasure against this, it is possible to prevent this by supplying dehumidified air to the atmosphere around the mounting table (80). At this time, a cover may be provided on the probe device (96) to enhance the dehumidifying effect so that the dehumidified air does not escape.
又、載置台（80）を冷却し、被検査体を冷却した状態で
微少電流検査を実行すると、載置台の材質がアルミだと
絶縁容量70〔pF〕、絶縁抵抗1012〔Ω〕なので10
-10〔Ａ〕位までしか検査できなかったが、材質をセラ
ミックスにすると、絶縁容量30〔pF〕と低く、絶縁抵抗
1015〔Ω〕と高くなり10-12〔Ａ〕位までの微少電流検
査が実行できる。In addition, when the mounting table (80) is cooled and a minute current inspection is performed with the inspected object being cooled, if the mounting table is made of aluminum, the insulation capacity is 70 [pF] and the insulation resistance is 10 12 [Ω].
It was possible to inspect only up to about -10 [A], but when the material was ceramics, the insulation capacity was low at 30 [pF] and the insulation resistance was low.
It becomes as high as 10 15 [Ω], and a minute current test up to about 10 -12 [A] can be performed.
さらに、不凍液タンク等の近傍に液洩れ防止センサを設
け、不凍液の液洩れを感知したと同時に動作を停止する
ようにしても良い。また、冷却された試料がオートロー
ダによってアンローディングされると冷却温度と時間に
よっては、霜が付く可能性がある。その対策として、オ
ートローディングにある程度のディレイ時間を入れると
か、霜の問題がなくなるまで、オートローダキャリアカ
バーをロックしておき、ある設定時間後ロック解除する
ことにより試験後の試料の霜付を防ぐ。Further, a liquid leakage prevention sensor may be provided in the vicinity of the antifreezing liquid tank or the like, and the operation may be stopped at the same time when the liquid leakage of the antifreezing liquid is detected. When the cooled sample is unloaded by the autoloader, frost may be formed depending on the cooling temperature and time. As a countermeasure, the autoloader carrier cover is locked until a certain delay time is added to the autoloading or the problem of frost disappears, and unlocked after a certain set time to prevent frosting of the sample after the test.
以上説明したように、本発明によれば、熱交換ジャケッ
トの冷却媒体として液体を用いることにより、載置部上
に載置された試料を必要に応じて迅速にかつ効率よく冷
却または加熱することができ、しかも小型でかつ安価な
載置台を提供することができる。As described above, according to the present invention, by using a liquid as the cooling medium of the heat exchange jacket, it is possible to quickly and efficiently cool or heat the sample placed on the placing part as necessary. It is possible to provide a small and inexpensive mounting table.
第１図は本発明に係る試料の載置台の好適な一例を示す
断面説明図、第２図は第１図に示す載置台のチャックト
ップ部分の他の一例を示す説明図、第３図は第１図に示
す載置台の熱交換素子制御システム及び冷却媒体循環シ
ステムの一例を示す説明図、第４図及び第５図は第１図
に示す装置を用いてウエハを冷却、加熱する場合の説明
図、第６図はペルチェ効果を利用して冷却作用を行う熱
交換素子の従来の実施例を示す説明図、第７図、第８図
は第３図の他の実施例の説明図である。 10……熱交換素子、22……第１の熱交換部 24……第２の熱交換部、30……チャックトップ 32……ウエハ、34……熱交換ジャケット 48……真空ダクト、50……Ｏリング 52……細孔 72……エチレングリコール水溶液FIG. 1 is a sectional explanatory view showing a preferred example of a sample mounting table according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view showing another example of the chuck top portion of the mounting table shown in FIG. 1, and FIG. An explanatory view showing an example of a heat exchange element control system and a cooling medium circulation system of the mounting table shown in FIG. 1, and FIGS. 4 and 5 show a case where a wafer is cooled and heated by using the apparatus shown in FIG. Explanatory drawing, FIG. 6 is an explanatory view showing a conventional embodiment of a heat exchange element which performs a cooling action utilizing the Peltier effect, and FIGS. 7 and 8 are explanatory views of another embodiment of FIG. is there. 10 ... Heat exchange element, 22 ... First heat exchange section 24 ... Second heat exchange section, 30 ... Chuck top 32 ... Wafer, 34 ... Heat exchange jacket 48 ... Vacuum duct, 50 ... … O-ring 52… pore 72… ethylene glycol aqueous solution
Claims (7)
ェ効果を利用して載置部を冷却または加熱する熱交換素
子と、 この熱交換素子の他方の熱交換部に密着する熱交換ジャ
ケットと、 この熱交換ジャケットを外部から循環する液体により冷
却または加熱する手段と、 を有し、 前記載置部の裏面側と前記熱交換ジャケットとの対向面
間に空間部を設け、この空間部内にて前記載置部と前記
熱交換ジャケットとで前記熱交換素子を挟持する形態で
収納し、かつ、前記空間部を真空状態とするダクトを熱
交換ジャケットに設けたことを特徴とする試料載置台。1. A heat exchanging device for mounting a sample on the front surface side, and one heat exchanging part for contacting the rear surface side of the mounting part with which the Peltier effect is used to cool or heat the mounting part. An element, a heat exchange jacket in close contact with the other heat exchange portion of the heat exchange element, and a means for cooling or heating the heat exchange jacket with a liquid circulating from the outside. And a space portion is provided between the opposing surfaces of the heat exchange jacket and the heat exchange jacket, and the space portion is housed in such a manner that the heat exchange element is sandwiched between the placing portion and the heat exchange jacket, and the space portion is A sample mounting table characterized in that a duct for making a vacuum state is provided on a heat exchange jacket.
する試料吸着用の細孔を設けたことを特徴とする請求項
１記載の試料載置台。2. The sample mounting table according to claim 1, wherein said mounting portion is provided with pores for adsorbing the sample, which communicate the surface side of the mounting portion with the space portion.
空間部以外の領域で隙間を介して非接触で対向するよう
形成され、この隙間には、空間部の真空状態を維持する
シール部材が設けられていることを特徴とする請求項１
又は２記載の試料載置台。3. The mounting portion and the heat exchange jacket,
The seal member is formed so as to face each other in a non-contact manner via a gap in a region other than the space, and a seal member for maintaining a vacuum state of the space is provided in the gap.
Alternatively, the sample mounting table described in 2.
凍液のタンクと、 このタンク内の不凍液を冷却する冷凍機と、 前記タンクと熱交換器とを結ぶ不凍液の循環流路と、 この循環流路途中に設けれたホンプと、 を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
記載の試料載置台。4. A tank of antifreeze liquid circulated and supplied to the heat exchange jacket, a refrigerator for cooling the antifreeze liquid in the tank, an antifreeze liquid circulation passage connecting the tank and the heat exchanger, and the circulation flow. The sample mounting table according to any one of claims 1 to 3, further comprising a homp provided on the way of the road.
路は、フレキシブルチューブにて構成されていることを
特徴とする請求項４記載の試料載置台。5. The sample mounting table according to claim 4, wherein the flow path of the antifreeze liquid connected to the heat exchange jacket is constituted by a flexible tube.
制御して、前記載置部を設定温度に制御する温度制御部
と、 を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに
記載の試料載置台。6. A temperature sensor for detecting the temperature of the mounting portion, and a temperature control portion for drivingly controlling a heat exchange element based on the temperature detected by the temperature sensor to control the mounting portion to a set temperature. The sample mounting table according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
置部の裏面に配置されていることを特徴とする請求項１
乃至６のいずれかに記載の試料載置台。7. The heat exchange element is arranged on the back surface of the mounting portion via an electrical insulator.
7. The sample mounting table according to any one of 1 to 6.
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ID=26425792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JPH07111994B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008108988A (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus |
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Family Cites Families (3)
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| JPS61238985A (en) * | 1985-04-16 | 1986-10-24 | Teru Ramu Kk | Parallel flat plate type plasma etching device |
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1988
- 1988-04-06 JP JP63084798A patent/JPH07111994B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| JP2008108988A (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus |
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