JPH07111994B2

JPH07111994B2 - 試料載置台

Info

Publication number: JPH07111994B2
Application number: JP63084798A
Authority: JP
Inventors: 雅彦杉山; 正彦河野
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-05-30
Filing date: 1988-04-06
Publication date: 1995-11-29
Anticipated expiration: 2010-11-29
Also published as: JPS6446930A

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

〔発明の構成〕

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、上記載置台（80）の温度制御方法について説明す
る。

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。

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。

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。

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。

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。

〔発明の効果〕

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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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。
【請求項２】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請求項
１記載の試料載置台。
【請求項３】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請求項１
又は２記載の試料載置台。
【請求項４】前記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請求項１乃至３のいずれかに
記載の試料載置台。
【請求項５】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
特徴とする請求項４記載の試料載置台。
【請求項６】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請求項１乃至５のいずれかに
記載の試料載置台。
【請求項７】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請求項１
乃至６のいずれかに記載の試料載置台。