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冷凍チャック装置

国内特許コード P08A014146
掲載日 2008年12月19日
出願番号 特願2004-184490
公開番号 特開2006-012941
登録番号 特許第4025877号
出願日 平成16年6月23日(2004.6.23)
公開日 平成18年1月12日(2006.1.12)
登録日 平成19年10月19日(2007.10.19)
発明者
  • 宇根 篤暢
出願人
  • 防衛装備庁長官
発明の名称 冷凍チャック装置
発明の概要 【課題】 チャック表面と試料裏面間に供給した液体のうち、多数の突起と試料裏面間に存在する液体のみを凝固することにより、凝固時に発生する液体の膨張による薄板の変形を無視できるほど小さくすることができる冷凍チャック装置を提供する。
【解決手段】 チャックプレート表面5に設けられた多数の給排液孔2、これに連結されるチャックプレート表面下に設けられた液体給排液溝3、およびチャックプレート表面上に液体を保持する外周壁4からなるチャックプレート8、このチャックプレート8の下部に設けられた不凍液を循環させる冷凍プレート9を有し、チャックプレート表面5の上面に試料を支承する多数の突起1を形成し、この多数の突起1の上面と試料12の裏面間に存在する液体6(黒色で塗りつぶし)のみを凝固して試料を固着する。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


従来、加工に用いられている一般的な冷凍チャック装置は、図9(a)、(b)に示すように、チャックプレート表面5に設けられた多数の給排液孔2、これに連結されるチャックプレート表面下に設けられた中心から放射状および環状に延びた液体給排液溝3、およびチャックプレート表面上に供給される液体を保持する外周壁4からなる冷凍チャックプレート8、このチャックプレート8の側面に設けられた液体給排液孔7から液体を供給する液体供給装置(図示せず)、このチャックプレート8の下部に設けられた不凍液を循環させる冷凍プレート9ならびにこの冷凍プレート9の側面に設けられた不凍液供給・戻り孔10、11を通じて冷凍プレート9に不凍液を供給する冷凍液恒温装置(図示せず)から構成される



この冷凍チャック装置のチャックプレート表面5の上面に、液体供給装置から液体給排液孔7、液体給排液溝3、多数の給排液孔2を通じて、矢印で示す方向に液体を供給した後、シリコンウエハなどの試料12を、試料裏面間と液体表面間に泡を発生させないように載置する。つぎに、チャックプレート8の下部に設けられた冷凍プレート9に、不凍液供給・戻り孔10、11を通じて冷却された不凍液を冷凍液供給装置から供給する。これによってチャックプレート表面5上の液体は凝固し、試料12は固定される。しかし、通常、不凍液は凝固時に膨張するため試料12が薄板の場合は変形を生じる。



一方、薄板を固定する下記特許文献1に記載の冷凍チャック装置は、薄板の変形をできる限り小さくして試料を固定することができる冷却手段と加熱手段を備えている。



本装置は、図9に示すように冷凍チャック装置30は、テーブル32、冷却手段34、加熱手段36、検知手段38およびコントローラ40からなり、冷却手段34、加熱手段36およびコントローラ40は制御手段43を構成している。テーブル32の表面32Bには試料41が載置され、試料41とテーブル32との隙間には冷凍チャック用の水52が供給されている。



テーブル32には流路32Aが形成され、この両端部に連通する流路34A、34Bを通じてクーラ部42から冷媒が送られる。これによりテーブル32は常時冷却状態に維持され、テーブルの表面32Bは一定温度に冷却される。



加熱手段36はテーブル32の全域に所定間隔で埋設された複数のヒータ部材44からなり、それぞれドライバ46に独立して電気的に連結されている。ドライバ46はコントローラ40からの信号に基づいて、それぞれのヒータ部材44に電圧を印加し、常時冷却状態に維持されているテーブル32の表面32Bを所定温度に設定する。



検知手段38は所定間隔をおいて埋設された複数の温度センサー48からなり、埋設位置のテーブル32の温度を検知する。検知されたテーブル32の温度は温度・電圧変換器50で電圧に変換されて、後述するコントローラ40に入力される。温度・電圧変換器50は入力された検知温度に比例した電圧を出力する。



前述したコントローラ40は予め入力されている冷凍チャック用の水52の凝固パターンに基づいてドライバ46に信号を出力する。また、コントローラ40は水52の凝固パターンと温度・電圧変換器50から入力された検知温度に比例した電圧に基づいてドライバ46に信号を出力する。これにより、常時冷却状態に維持されているテーブル32の表面32Bが設定温度に加熱されて、冷凍チャック用の水52が予め入力されている凝固パターンで凝固する。



図10(A)、(B)に凝固パターンの好ましい例を示す。図10(A)の凝固パターンは試料41の右端部から水52が凝固を開始して、その凝固が順次左方向に移動するように設定されている。したがって、凝固時の水52の膨張量分を試料41の右側の外部に逃がすことができる。また、図10(B)の凝固パターンは試料41の中央部から水52が凝固を開始して、その凝固が順次試料41の外周方向に移動するように設定されている。したがって、凝固時の水52の膨張量分を試料41の外周から外部に逃がすことができる。したがって、試料41の形状変化を極力小さくすることができる。
【特許文献1】
特開平6-246567号公報

産業上の利用分野


本発明は、シリコンウエハや薄板を固定して平面加工等を行う加工装置、シリコンウエハや薄板を固定して描画を行う描画装置、およびマスクのパターンを転写するパターン転写装置などにおいて、試料やマスクを固定する装置のチャック装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
凝固させた液体を介して試料を固着するためのチャックプレートと、この上面に凝固した液体を形成するための液体を供給する液体供給手段と、この液体供給手段によって前記チャックプレート上に供給された液体を冷凍して、凝固した液体を形成する冷凍手段とを具備するチャック装置において、前記チャックプレートは上面に複数の突起をもち、この突起上面と突起の回りに前記液体供給手段によって前記液体を送り込み、前記チャックプレートの下部に配置された前記冷凍手段によって前記液体を冷却させ、この突起上面と試料裏面間に存在する液体のみを凝固して試料を固着する構造を有することを特徴とする冷凍チャック装置。

【請求項2】
請求項1に記載の冷凍チャック装置において、複数の突起に加え、この突起を取り囲む環状突起を有し、複数の突起および環状突起の上面と試料裏面間に存在する液体のみを凝固して試料を固着する構造を有することを特徴とする冷凍チャック装置。

【請求項3】
請求項2に記載の冷凍チャック装置において、複数の突起とこの突起を取り囲む環状突起の上面と試料裏面間に存在する液体のみを凝固した後、環状突起とチャックプレート表面の外周縁に沿って突設された外周壁に取り囲まれた液体を凝固して試料外周を固着する手段を有することを特徴とする冷凍チャック装置。

【請求項4】
請求項1に記載の冷凍チャック装置において、複数の突起の上面と試料裏面間に存在する凝固した液体以外の液体を、チャックプレートに連結された給排液孔を通して保留液漕に排出する手段を有することを特徴とする冷凍チャック装置。

【請求項5】
請求項2に記載の冷凍チャック装置において、複数の突起および環状突起の上面と試料裏面間に存在する凝固した液体以外の液体を、チャックプレートに連結された給排液孔を通して保留液漕に排出する手段を有することを特徴とする冷凍チャック装置。

【請求項6】
請求項5に記載の冷凍チャック装置において、凝固した液体以外の液体をチャックプレートに連結された給排液孔を通して保留液漕に排出した後、環状突起とチャックプレート表面の外周縁に沿って突設された外周壁に取り囲まれた領域に液体を供給し、この液体を凝固して試料外周を固着する手段を有することを特徴とする冷凍チャック装置。

【請求項7】
請求項5又は6に記載の冷凍チャック装置において、試料を固着するために不必要な液体を保留液漕に排出した後、給排液孔を通して複数の突起の周りに存在する空気を真空排気する手段を併せもつことを特徴とする冷凍チャック装置。

【請求項8】
請求項4、5又は6に記載の冷凍チャック装置において、試料を固着するために不必要な液体をチャックプレートに連結された給排液孔を通して保留液漕に排出する手段により排出した後、試料を複数の突起上に載置し、複数の突起あるいは環状突起の上面と試料裏面間に存在する液体を凝固して試料を固着することを特徴とする冷凍チャック装置。

【請求項9】
請求項8に記載の冷凍チャック装置において、試料を固着した後、給排液孔を通して複数の突起の周りに存在する空気を真空排気する手段を併せもつことを特徴とする冷凍チャック装置。

【請求項10】
請求項8に記載の冷凍チャック装置において、試料を固着した後、給排液孔を通して複数の突起の周りに凝固点以下の温度の空気を供給する手段を有することを特徴とする冷凍チャック装置。

【請求項11】
チャックプレート表面を、前記複数の突起あるいは環状突起の上面を除いてチャックプレート材料よりも熱伝導し難い材料で覆ったことを特徴とする上記請求項1乃至10のいずれか1項に記載の冷凍チャック装置。

【請求項12】
前記複数の突起と環状突起の上面が同一平面上にあることを特徴とする請求項2、3、5乃至10のいずれか1項に記載の冷凍チャック装置。

【請求項13】
前記複数の突起と比較して、環状突起の上面が低く形成されていることを特徴とする請求項2、3、5乃至10のいずれか1項に記載の冷凍チャック装置。

【請求項14】
前記突起が、前記固着される試料の裏面に対向するチャック装置の面の一部、若しくは、少なくとも位置的に離れた三点の部分に配置されていること特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の冷凍チャック装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004184490thum.jpg
出願権利状態 登録
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