CN117501182A - 衬底保持器及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于保持衬底的衬底保持器，包括框架和表面夹持装置，所述表面夹持装置被布置于所述框架的底侧，所述表面夹持装置被配置为从所述衬底上方以静电方式吸引所述衬底的上表面。所述衬底保持器可以用于非接触地保持所述衬底并且使所述衬底变形，并且由此控制所述衬底的形状。所述衬底保持器适用于半导体处理设备中，并且可以在真空或近真空环境中操作，诸如在EUV光刻设备中操作。

Description

衬底保持器及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年6月16日递交的EP申请21179874.9的优先权，该EP申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及衬底保持器及方法。衬底保持器及方法与真空或近真空环境(诸如存在于EUV光刻设备中的环境)兼容。
背景技术
光刻设备是被构造成将期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以用于例如制造集成电路(IC)。例如，光刻设备可以将图案形成装置(例如，掩模)处的图案投影到设置于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
为了将图案投影于衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长确定可以在衬底上形成的特征的最小尺寸。相较于使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备，使用具有4nm至-20nm(例如6.7nm或13.5nm)的范围内的波长的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成较小的特征。
在光刻设备中，一个或更多个衬底保持器用于处置衬底，例如在光刻过程期间，在支撑衬底的衬底支撑件上装载衬底以及从衬底支撑件卸除衬底。
已知的衬底保持器包括夹紧器，该夹紧器被配置为接触衬底并且由此从衬底的底侧支撑该衬底。为了将衬底装载于衬底支撑件上，衬底支撑件设置有可以在竖直方向上移出衬底支撑件的支撑表面的装载销。已知的衬底保持器包括致动系统，该致动系统可以将夹紧器布置于一位置处以将衬底装载于延伸的装载销上。随后，可以降低装载销以将衬底放置于衬底支撑件的支撑表面上。衬底支撑件的支撑表面可以包括突节，衬底被支撑于所述突节上。静电夹具被用于将衬底保持于衬底支撑件上的固定位置处。静电夹具被启动以抵靠突节夹持衬底。
在衬底具有显著变形的情况下，将衬底装载于衬底支撑件上可能是具有挑战性的任务。理想地，衬底是完全平坦的或略呈碗状。这允许衬底在衬底支撑件上的低应力装载，并且衬底在衬底支撑件的支撑表面上的滑动最小。在实践中，衬底可能展现出相当大的变形。衬底可以例如具有伞状形状、碗状形状、鞍状形状、或其它形状。在启动静电夹具时，可以迫使衬底形成遵循支撑表面突节的平面的形状，并且可以经历一些跨越突节的摩擦滑动。将变形的衬底装载于衬底支撑件上可能引起所装载的衬底中的内部应力和/或在支撑表面上发生显著滑动，例如，在支撑表面的突节上发生显著滑动。衬底中的内部应力可能导致重叠误差和/或聚焦误差。衬底在支撑表面上的滑动可能导致衬底支撑件的支撑表面(尤其是其突节)磨损。支撑表面的重复磨损可能需要修复和/或替换衬底支撑件。由于突节的粗糙度差异，衬底支撑件的支撑表面的磨损可能导致支撑表面平坦度漂移和/或衬底装载栅格漂移。这又可能导致诸如重叠误差和/或聚焦误差的光刻误差。
发明内容
本发明的目标是提供一种改善衬底在衬底支撑件的支撑表面上的装载的衬底保持器。
根据本公开内容的第一方面，提供一种用于保持衬底的衬底保持器，所述衬底保持器包括：框架；表面夹持装置，所述表面夹持装置被布置于所述框架的底侧，所述表面夹持装置被配置为从所述衬底上方以静电方式吸引所述衬底的上表面。
衬底保持器有利地适用于真空或近真空环境中，诸如在EUV光刻设备或化学气相沉积设备内。
已知的衬底保持器使用平台来接触衬底并且在衬底的底侧处保持衬底。在将衬底装载到不同模块以及从不同模块卸除衬底时，必须引入及移除平台，这需要时间。本公开内容的衬底保持器有利地避免了对平台的需求。与已知的衬底保持器相比，所述衬底保持器有利地提供显著较快的衬底装载及卸除(例如比使用平台的现有技术的衬底保持器快约三倍)。在制造操作(特别是大容量制造操作)中，由本公开内容的衬底保持器节省的时间实现了更大的衬底产出量和/或允许更多时间执行辅助过程，诸如衬底的测量。例如，在从光刻设备中的测量模块装载及卸除衬底时，可以测量衬底上的较大数目的对准点，这实现了更准确的对准测量。这又提供了改善的重叠测量及校正能力。
表面夹持装置被配置为定位于衬底上方。因此，衬底保持器可以被称为顶部装载器，这是因为表面夹持装置从衬底上方与衬底的上表面接合。
衬底保持器可以包括被布置于框架的底侧上的流体流动装置，所述流体流动装置被配置为将斥力施加到衬底的上表面。
流体流动装置可以被配置为定位于衬底上方。流体流动装置可以被配置为将斥力施加到衬底的上表面。
衬底的上表面可以对应于衬底的已经历和/或将经历一个或更多个制造过程的表面。一个或更多个制造过程可以包括例如将诸如光致抗蚀剂的薄膜或层施加到上表面，在光刻过程、蚀刻过程等期间将上表面暴露于辐射或电子。衬底的上表面可以被称为衬底的处理表面。衬底的处理表面可以与衬底的基部相反。
静电吸引力与斥力可以基本上反平行。静电吸引力及斥力可以沿着基本上竖直的方向起作用。
衬底可以是半导体衬底。衬底可以是半导体晶片。衬底可以包括硅晶片。
表面夹持装置和流体流动装置可以被配置为合作以提供对衬底的非接触式操控。
衬底的非接触式操控有利地允许操控衬底的接触敏感表面或部分。例如，可以在不负面地影响接触敏感光致抗蚀剂的情况下操控包括光致抗蚀剂层的衬底。
非接触式操控可以包括以受控方式保持和/或移动衬底和/或使衬底变形。
表面夹持装置可以包括被配置为以静电方式吸引衬底的上表面的多个静电夹具。
多个静电夹具有利地提供对衬底的操控的精密控制。例如，不同的静电夹具可以作用于衬底的上表面的不同的区域，由此允许单独地控制作用于衬底的不同区域的吸引力。
流体流动装置可以包括多个导管，所述多个导管被配置为输送将斥力施加到衬底的上表面的流体流。
多个导管有利地提供对衬底的操控的精密控制。例如，不同的导管可以提供作用于衬底的不同区域的一个或更多个流体流，由此允许单独地控制作用于衬底的不同区域的斥力。
流体流可以将压力施加到衬底。压力可以是超压力。
流体可以包括气体。气体可以包括空气。
流体流的速率可以是基本上恒定的。流体流可以被称为静态空气支承部。
多个静电夹具及多个导管可以合作以形成多个非接触式夹持装置。
非接触式夹持装置通过允许单独地控制作用于衬底的不同区域的吸引力及斥力而有利地提供对衬底的操控的精密控制。
非接触式夹持装置在框架上的布置可以对应于衬底的形状。例如，非接触式夹持装置的圆形布置可以用于操控圆形衬底。
可以以同心圆图案来布置非接触式夹持装置。
多个静电夹具中的至少一个可以包括孔。多个导管中的至少一个可以被配置为提供通过孔的流体流。
孔-导管组合有利地提供一种用于操控衬底的紧凑型系统。
静电夹具可以是环形的。环形静电夹具的中心处的孔可以充当用于流体流的导管。
衬底保持器可以包括致动系统，所述致动系统被配置为使表面夹持装置和流体流动装置相对于彼此移动。
致动系统有利地提供对由衬底保持器施加到衬底的变形的更强控制。
致动系统可以被配置为使非接触式夹持装置相对于彼此移动。非接触式夹持装置可以至少在基本上垂直于由非接触式夹持装置保持的衬底的上表面的第一方向上能够移动。
衬底保持器可以包括控制器，所述控制器被配置为调节静电吸引力及斥力中的至少一个以使衬底变形为预定形状。
控制器有利地使得衬底变形(例如，弯曲)成期望的形状(例如，基本上平坦的上表面)。例如，控制器可以被配置为校正衬底的上表面的翘曲形状。
控制器可以被配置为使衬底的上表面基本上平坦。
控制器可以被配置为启动非接触式夹持装置中的一个或更多个以夹持衬底的上表面。
控制器可以被配置为控制非接触式夹持装置的位置以使衬底变形。
表面夹持装置可以被配置为检测衬底的位置和/或形状。
控制器可以被配置为使用由表面夹持装置检测到的信息来调节静电吸引力及斥力中的至少一个，以控制衬底的位置和/或形状。
控制器可以被配置为使用衬底位置信息来防止衬底保持器与衬底之间的碰撞。
流体流可以被配置为控制表面夹持装置的温度。
流体流可以被配置为控制衬底的温度。
衬底保持器可以包括边缘夹紧器系统，所述边缘夹紧器系统被配置为在衬底的边缘处保持所述衬底。
边缘夹紧器系统可以被配置为防止衬底侧向移动。
根据本公开内容的第二方面，提供一种衬底操控系统，所述衬底操控系统包括：如第一方面所述的衬底保持器；以及衬底夹具，所述衬底夹具包括被配置为支撑衬底的支撑平面。衬底保持器被配置为施加静电吸引力，使得衬底的上表面基本上匹配支撑平面。
使衬底的上表面匹配支撑平面有利地减少了衬底中的不期望的翘曲及内部应力(并且由此在用作光刻设备的一部分时减少所产生的重叠误差)。使衬底的上表面匹配支撑平面有利地减少了对衬底和/或衬底夹具的突节的磨损(并且由此在用作光刻设备的一部分时减少相关联的重叠及聚焦误差)，这是因为衬底与支撑平面中的突节之间的强影响相比于已知的系统得以减小。使衬底的上表面匹配支撑平面有利地减少了在衬底经历热效应(例如当用于光刻设备中时对EUV辐射的吸收)时衬底在衬底的突节上的滑动。
衬底保持器可以被配置为施加斥力，使得衬底的上表面基本上匹配支撑平面。
当在光刻设备中使用衬底操控系统时，使衬底变形以使得衬底的上表面基本上匹配支撑平面有利地减少重叠误差(例如，产品上重叠被改善了超过1nm)。
在由衬底夹具夹持衬底时，使衬底变形以使得衬底的上表面基本上匹配支撑平面有利地减少了衬底的摩擦移动。这又有利地减少了对衬底夹具的磨损，由此相比于已知的衬底操控系统，增加了衬底夹具的操作寿命。
支撑平面可以包括多个突节。
由衬底夹具保持或待由衬底夹具保持的衬底的测得形状可以用作用于控制器的输入以控制静电吸引力及斥力中的至少一个。
控制器可以被配置为控制非接触式夹持装置相对于彼此的位置。
控制器可以被配置为控制非接触式夹持装置的位置，以适应于由非接触式夹持装置保持的衬底的形状。
由衬底夹具保持或待由衬底夹具保持的衬底的测得形状可以用作用于控制器的输入以控制非接触式夹持装置的位置，以适应于由非接触式夹持装置保持的衬底的形状。
衬底操控系统可以包括电容式感测系统，所述电容式感测系统被配置为检测表面夹持装置与衬底的上表面之间的电容。衬底操控系统可以包括处理器，所述处理器被配置为使用由电容式感测系统检测到的电容信息来确定衬底的形状。
表面夹持装置与衬底的上表面之间的电容可以与表面夹持装置与衬底之间的距离成比例。处理器可以被配置为使用由电容式感测系统检测到的电容信息来调节静电吸引力及斥力中的至少一个，以控制衬底的位置和/或形状。
衬底操控系统可以包括致动台，所述致动台被配置为改变衬底夹具相对于衬底保持器的位置。电容式感测系统可以包括以周期性图案布置的多个电容式感测元件。电容式感测系统可以被配置为在致动台改变衬底夹具相对于衬底保持器的位置之前及之后检测表面夹持装置与衬底的上表面之间的电容，使得处理器以小于电容式感测元件的周期性图案的周期性的空间分辨率确定衬底的形状。
衬底操控系统可以包括致动装置，所述致动装置被配置为改变表面夹持装置的形状，使得表面夹持装置的形状基本上匹配由电容式感测系统确定的衬底的形状。
因为衬底的一些部分与表面夹持装置的静电夹具之间的距离在静电夹具的工作范围之外，所以无法使用现有技术系统夹持一些高度地变形的衬底。改变表面夹持装置的形状以使得表面夹持装置的形状基本上匹配衬底的形状减少了静电夹具与衬底的上表面之间的距离。这有利地使衬底的一些部分进入静电夹具的工作范围中，由此允许先前不能够被夹持的高度地变形的衬底由衬底夹具夹持。减小的距离还有利地允许在施加静电吸引力时使用较低的电压，由此降低不期望的放电的风险。
致动装置可以包括被配置为使表面夹持装置的至少一部分变形的一个或更多个压电元件。
衬底保持器可以被配置为施加静电吸引力，使得表面夹持装置与衬底的上表面之间的距离在衬底的整个上表面上是基本上恒定的。
致动装置可以被配置为在施加静电吸引力期间改变表面夹持装置的形状，使得衬底的上表面基本上匹配支撑平面。
衬底保持器可以被配置为施加斥力，使得衬底的上表面基本上匹配支撑平面。
根据本公开内容的第三方面，提供一种衬底操控系统，所述衬底操控系统包括：如第一方面所述的衬底保持器；以及衬底预夹具，所述衬底预夹具被配置为使衬底变形为变形形状。衬底保持器被配置为施加静电吸引力及斥力以维持衬底的变形形状。
当在光刻设备中使用衬底操控系统时，维持衬底的预变形形状有利地减少了重叠误差(例如，产品上重叠改善了超过1nm)。
在通过衬底操控系统操控衬底时，维持衬底的预变形形状有利地减少了衬底的摩擦移动。这又有利地减少了对衬底操控系统的磨损，由此相比于已知的衬底操控系统，增加了衬底操控系统的操作寿命。
根据本公开内容的第四方面，提供一种半导体处理设备，所述半导体处理设备包括如第一方面所述的衬底保持器。衬底保持器被布置为在真空或近真空环境中操作。
真空或近真空环境可以包括约10托或更小的压力。真空或近真空环境可以包括约1托或更小的压力。
半导体处理设备可以是被配置为将衬底暴露于经图案化辐射的光刻设备。
光刻设备可以是EUV光刻设备。光刻设备可以是电子束光刻设备。
半导体处理设备可以是被配置为将材料沉积于衬底上的化学气相沉积设备。
根据本公开内容的第五方面，提供一种保持衬底的方法，所述方法包括：从衬底上方以静电方式吸引衬底的上表面。
所述方法可以包括：使用流体流来将斥力施加到衬底的上表面。
所述方法可以包括：使用静电吸引力与斥力之间的合作来非接触地操控衬底。
所述方法可以包括：调节静电吸引力及斥力中的至少一个以使衬底变形为预定形状。
所述方法可以包括：检测表面夹持装置与衬底的上表面之间的电容。所述方法可以包括：使用检测到的电容来确定衬底的形状。
所述方法可以包括：改变表面夹持装置的形状，使得表面夹持装置的形状基本上匹配衬底的形状。
所述方法可以包括：从衬底上方以静电方式吸引衬底的上表面，使得表面夹持装置与衬底的上表面之间距离在衬底的整个上表面上是基本上恒定的。
所述方法可以包括：在施加静电吸引力期间改变表面夹持装置的形状，使得衬底的上表面基本上匹配被配置为支撑衬底的衬底夹具的支撑平面。
所述方法可以包括：使用衬底预夹具以使衬底变形，使得衬底的上表面基本上匹配衬底预夹具的支撑平面。所述方法可以包括：施加静电吸引力及斥力以维持衬底的变形形状。
所述方法可以包括：使用流体流来控制衬底的温度。
根据本公开内容的第六方面，提供一种将经图案化辐射束投影到衬底上的方法，所述方法包括如第五方面所述的方法。
根据本公开内容的第七方面，提供一种将材料沉积于衬底上的方法，所述方法包括如第五方面所述的方法。
根据本公开内容的第七方面，提供一种包括计算机可读指令的计算机程序，所述计算机可读指令被配置为促使计算机执行根据第五方面所述的方法。
根据本公开内容的第八方面，提供一种计算机可读介质，所述计算机可读介质携载根据第七方面所述的计算机程序。
根据本公开内容的第九方面，提供一种计算机设备，所述计算机设备包括：存储器，所述存储器存储处理器可读指令；以及处理器，所述处理器被布置为读取及执行存储于所述存储器中的指令。所述处理器可读指令包括被布置为控制计算机执行根据第五方面所述的方法的指令。
附图说明
现在将参照随附的示意图仅借助于示例来描述本发明的实施例，其中：
-图1示意性地描绘根据本公开内容的包括辐射源、光刻设备和衬底保持器的光刻系统。
-图2示意性地描绘根据本公开内容的一方面的包括表面夹持装置和流体流动装置的衬底保持器的侧视图。
-图3示意性地描绘在表面夹持装置和流体流动装置已经合作以提供对衬底W的非接触式操控之后的图2的衬底保持器。
-图3A示意性地描绘更详细地示出非接触式夹持装置的图3的一部分的放大图。
-图4示意性地描绘从示出非接触式夹持装置的构造的图2的衬底保持器下方看到的视图。
-图5示意性地描绘根据本公开内容的实施例的从包括边缘夹紧器系统的衬底保持器上方看到的透视图。
-图6示意性地描绘根据本公开内容的实施例的包括衬底夹具的衬底操控系统。
-图7示意性地描绘根据本公开内容的实施例的包括衬底预夹具的衬底操控系统。
-图8示出根据本公开内容的实施例的保持衬底的方法的流程图。
-图9示意性地描绘根据本公开内容的实施例的包括衬底夹具及替代性衬底保持器的替代性衬底操控系统。
-图10示意性地描绘根据本公开内容的实施例的在致动装置已经将表面夹持装置的形状改变为基本上匹配如通过电容式感测系统所确定的衬底的形状之后图9的替代性衬底操控系统。
-图11示意性地描绘根据本公开内容的实施例的在替代性衬底保持器已经施加静电吸引力以使得表面夹持装置与衬底的上表面之间的距离在衬底的整个上表面上是基本上恒定的之后图9和图10的替代性衬底操控系统。
-图12示出根据本公开内容的实施例的将衬底装载到衬底夹持装置上的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出包括辐射源SO和光刻设备LA的光刻系统。辐射源SO被配置为产生EUV辐射束B以及将EUV辐射束B供应到光刻设备LA。光刻设备LA包括照射系统IL、被配置为支撑图案形成装置MA(例如，掩模)的支撑结构MT、投影系统PS、以及被配置为支撑衬底W的衬底台WT。
照射系统IL被配置为在EUV辐射束B入射于图案形成装置MA上之前调节EUV辐射束B。另外，照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11。琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11共同提供具有期望的截面形状及期望的强度分布的EUV辐射束B。除了琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11以外或代替琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11，照射系统IL可以包括其它反射镜或装置。
在如此调节之后，EUV辐射束B与图案形成装置MA相互作用。由于这种相互作用，产生经图案化EUV辐射束B’。投影系统PS被配置为将经图案化EUV辐射束B’投影到衬底W上。出于该目的，投影系统PS可以包括多个反射镜13、14，这些反射镜被配置为将经图案化EUV辐射束B’投影到由衬底台WT保持的衬底W上。投影系统PS可以将缩减因子应用于经图案化EUV辐射束B’，因此形成具有小于图案形成装置MA上的对应特征的特征的图像。例如，可以应用等于四或八的缩减因子。尽管投影系统PS被说明为仅具有图1中的两个反射镜13、14，但是投影系统PS可以包括不同数目个反射镜(例如，六个或八个反射镜)。
衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下，光刻设备LA使由经图案化EUV辐射束B’形成的图像与先前形成于衬底W上的图案对准。
可以在辐射源SO中、在照射系统IL中、和/或在投影系统PS中提供相对真空，即，在远低于大气压力的压力(例如，小于约10托，诸如1托或更小)下的少量气体(例如，氢气)。
图1中示出的辐射源SO属于例如可以被称为激光产生等离子体(LPP)源的类型。可以例如包括CO2激光器的激光系统1被布置为经由激光束2将能量沉积到由例如燃料发射器3提供的燃料(诸如，锡(Sn))中。尽管在以下描述中提及锡，但是可以使用任何合适的燃料。燃料可以例如呈液体形式，并且可以例如是金属或合金。燃料发射器3可以包括被配置为沿着迹线朝着等离子体形成区4引导例如呈液滴形式的锡的喷嘴。激光束2在等离子体形成区4处入射于锡上。激光能量沉积到锡中在等离子体形成区4处产生锡等离子体7。在电子与等离子体的离子的去激发及重组期间从等离子体7发射包括EUV辐射的辐射。
由收集器5收集并聚焦来自等离子体的EUV辐射。收集器5包括例如近正入射辐射收集器5(有时更通常被称为正入射辐射收集器)。收集器5可以具有被布置为反射EUV辐射(例如，具有诸如13.5nm的期望的波长的EUV辐射)的多层反射镜结构。收集器5可以具有椭球形构造，该椭球形构造具有两个焦点。如下文论述的，所述焦点中的第一焦点可以处于等离子体形成区4，并且所述焦点中的第二焦点可以处于中间焦点6处。
激光系统1可以在空间上与辐射源SO分隔开。在这种情况下，激光束2可以借助于包括例如合适的引导反射镜和/或扩束器和/或其它光学器件的束传递系统(未示出)而从激光系统1传递到辐射源SO。可以将激光系统1、辐射源SO、和束传递系统一起视为辐射系统。
由收集器5反射的辐射形成EUV辐射束B。EUV辐射束B聚焦于中间焦点6处，以在存在于等离子体形成区4处的等离子体的中间焦点6处形成图像。中间焦点6处的图像充当用于照射系统IL的虚辐射源。辐射源SO被布置为使得中间焦点6位于辐射源SO的围封结构9中的开口8处或附近。
尽管图1将辐射源SO描绘为激光产生等离子体(LPP)源，但是诸如放电产生等离子体(DPP)源或自由电子激光器(FEL)的任何合适的源均可以用于产生EUV辐射。
为了阐明本发明，使用笛卡尔坐标系。笛卡尔坐标系具有三个轴，即x轴、y轴和z轴。三个轴中的每一个均与其它两个轴正交。围绕x轴的旋转被称为Rx旋转。围绕y轴的旋转被称为Ry旋转。围绕z轴的旋转被称为Rz旋转。x轴和y轴定义水平平面，而z轴处于竖直方向上。笛卡尔坐标系不限制本发明并且仅用于说明。实际上，另一种坐标系(诸如，圆柱形坐标系)可以用于阐明本发明。
在图1的光刻设备LA中，提供载体系统CS。载体系统CS被配置为操控(例如，保持、移动、变形及释放)衬底W。载体系统CS包括衬底保持器SH和位移系统DS，例如机器人系统(诸如，机器人臂)或线性移动系统。在图1的示例中，载体系统CS被配置为使衬底W在衬底台WT与另一个位置(例如，衬底储存器(未示出))之间移动。载体系统CS可以附加地或替代地用于将衬底W保持于与光刻过程中的衬底的处理相关的其它装置中，其中，期望以较高准确度处置衬底W。载体系统CS可以用于除了光刻设备以外的半导体处理设备中，诸如，例如，化学气相沉积设备。
图2示意性地描绘根据本公开内容的一方面的被配置为保持衬底W的衬底保持器SH的侧视图，该衬底保持器SH包括表面夹持装置和流体流动装置。衬底保持器SH包括框架SHF。衬底保持器SH还包括被布置于框架SHF上的表面夹持装置。表面夹持装置被配置为在其上表面US处以静电方式吸引衬底W。在图2的示例中，每个表面夹持装置均包括被配置为以静电方式吸引衬底W的上表面US的静电夹具(示出于图4中)。静电夹具可以包括例如定位在导电电极上方的介电层。静电吸引力将衬底W朝着衬底保持器SH拉动(即，在正z方向上动作)。衬底保持器SH还包括被布置于框架SHF上的流体流动装置(示出于图4中)。流体流动装置被配置为将斥力施加到衬底W。在图2的示例中，流体流动装置包括穿过表面夹持装置的多个导管(示出于图4中)。斥力推动衬底W远离衬底保持器SH(即，在负z方向上动作)。静电吸引力及斥力可以因此而基本上反平行。在图2的示例中，多个静电夹具和多个导管合作以形成多个非接触式夹持装置CP，这些非接触式夹持装置CP被配置为非接触地保持及操控(例如，变形)衬底W。
在衬底W(例如，半导体晶片，诸如硅晶片)的半导体处理(例如，光刻处理、化学气相沉积、离子注入等)期间，可以将箝位电压施加于衬底W与静电夹具之间以产生吸引静电力，该吸引静电力朝着衬底保持器SH拉动衬底W的上表面US。流体流动装置提供诸如例如氢气或空气的流体流，该流体流产生斥力，该斥力推动衬底W的上表面US远离衬底保持器SH。可以经由可以设置于衬底保持器框架SHF上或中的数个通路来供应或排放用于非接触式夹持装置CP的流体流。例如，衬底保持器框架SHF可以包括具有可以用于输送诸如空气或另一种介质的流体流的内部通道的中空框架。
静电吸引力及斥力的强度可以依赖于衬底W的重量(例如，使衬底W抵抗重力保持在适当位置所需的力)及衬底W翘曲的程度(例如，使衬底W变形为期望的形状所需的力)。例如，衬底W可以翘曲，以使得衬底W的中心的z位置与衬底W的边缘的z位置之间存在约1mm或更小的差。在该示例中，静电吸引力及斥力的强度可以经选择以将约1mm或更小的差减小至约0mm的差(即，使衬底W基本上平坦)。衬底W可以具有约100g或更大的重量。衬底W可以具有约400g或更小的重量。在待经历光刻曝光的衬底W(诸如图1中示出的衬底W)的示例中，衬底W可以具有约100g与约200g之间的重量，例如约115g。在被配置为图案化辐射束的掩模版(诸如图1中示出的掩模版MA)的示例中，衬底W(即，在该示例中为掩模版)可以具有约150g与约400g之间的重量，例如约350g。使衬底变形所需的力可以是约0.2N或更大。使衬底变形所需的力可以是约2N或更小。
衬底保持器SH可以将保持衬底W以及使衬底W变形所需的总力划分到可用的数个非接触式夹持装置CP中。例如，如果衬底保持器SH包括二十五个非接触式夹持装置CP，需要重量约100g的衬底W及约1mm的变形来使衬底W基本上平坦，则每个非接触式夹持装置CP可以被配置为将约1N的力施加到衬底W上。作为另一个示例，如果衬底保持器SH包括十五个非接触式夹持装置CP，需要重量约100g的衬底W及约1mm的变形来使衬底W基本上平坦，则每个非接触式夹持装置CP可以被配置为将约0.5N与约1N之间的力施加到衬底W上。为了产生静电吸引力，可以将电压施加到静电夹具。例如，施加到静电夹具以产生静电引力的电压可以是约0.1kV或更大。施加到静电夹具以产生静电引力的电压可以是约2kV或更小。
非接触式夹持装置CP可以经由包括多个致动器ACT的致动系统而被安装于衬底保持器框架SHF上，这些致动器ACT允许非接触式夹持装置CP相对于衬底保持器框架SHF在z方向上独立地移动。致动器ACT可以包括例如压电致动器。也可以使用其它类型的致动器。有利地，致动器是允许非接触式夹持装置CP的位置控制的较高准确度的位置致动器。挠曲件FL可以被设置于非接触式夹持装置CP与衬底保持器框架SHF之间，以引导非接触式夹持装置CP相对于衬底保持器框架SHF在z方向上的移动。非接触式夹持装置CP在z方向上的移动范围可以例如在+/-约1mm的范围内。非接触式夹持装置CP在z方向上的移动范围可以例如在+/-约0.3mm的范围内。可以设置一个或更多个冷却装置(未示出)以补偿可能由致动器ACT引起的热负荷。
衬底保持器SH包括控制器CON。控制器CON可以被配置为启动非接触式夹持装置CP中的一个或更多个以非接触地夹持衬底W的上表面US。控制器CON可以被配置为停用非接触式夹持装置CP中的一个或更多个以非接触地释放衬底W的上表面US。控制器CON可以被配置为调节由表面夹持装置产生的静电吸引力以及由流体流动装置产生的斥力中的至少一个，以使衬底W非接触地变形。例如，控制器CON可以被配置为调节施加到静电夹具中的一个或更多个的电压，并且由此控制通过一个或更多个静电夹具施加到衬底W的静电吸引力的强度。控制器CON可以被配置为将不同的电压施加到不同的静电夹具，以提供强度在衬底W的整个上表面US上变化的静电吸引力。作为另一个示例，控制器CON可以被配置为调节穿过一个或更多个导管的流体的流动速率，并且由此控制通过流体流动装置施加到衬底W的斥力的强度。穿过一个或更多个导管的流体的流动速率可以是约10NL/min或更大。穿过一个或更多个导管的流体的流动速率可以是约50NL/min或更小。通过流体流施加到衬底W的压力可以是约三巴或更大。通过流体流施加到衬底W的压力可以是约七巴或更小。控制器CON有利地允许衬底W变形(例如，弯曲)成期望的形状。例如，控制器CON可以被配置为通过例如基本上平坦化衬底W的上表面US来校正衬底W的上表面US的翘曲形状。衬底W可能由于先前的制造过程(诸如退火、烘烤、一个或更多个涂层(例如，光致抗蚀剂)的施加等)的效应而翘曲。
控制器CON可以被配置为控制非接触式夹持装置CP的位置以使衬底W变形。通过控制非接触式夹持装置CP相对于彼此在z方向上的独立或单独的位置，可以影响并由此控制衬底W的形状。控制器CON可以被配置为将控制信号提供到压电致动器ACT以将非接触式夹持装置CP相对于彼此定位于期望的位置处。在图2的示例中，压电致动器ACT的位置经选择以非接触地保持具有伞状形状的翘曲衬底W。这些位置可以例如基于在将衬底W装载于衬底保持器SH上之前对衬底W的形状测量。该形状测量可以在衬底W的无应力状态下进行并且作为前馈信号被馈送到控制器CON，以在非接触式夹持装置CP保持衬底W之前使非接触式夹持装置CP的位置适应于衬底W的形状。在衬底W由衬底保持器SH保持时，可以测量或确定衬底W的形状以便确定非接触式夹持装置CP相对于彼此的移动，以向衬底W施加期望的变形。例如，压电致动器ACT可以用于获得对非接触式夹持装置CP的实际位置的反馈，并且以此获得通过非接触式夹持装置CP保持的衬底W的实际形状。替代地或另外地，可以提供其它类型的形状传感器，可以通过所述其它类型的形状传感器来确定衬底W的形状。由于可能已知衬底W的刚性，所以可以使用致动器ACT力的反馈信号。衬底W的伞状形状对于将衬底W装载于支撑表面(诸如，图1的衬底台WT)上是不期望的，因为这可能导致光刻误差(例如，重叠误差、聚焦误差等)和/或支撑表面(例如，突节)的磨损。控制器CON可以以无线方式或通过诸如缆线(未示出)的连接器与衬底保持器SH的部件通信并且由此控制衬底保持器SH的所述部件。
表面夹持装置可以被配置为检测衬底W的位置和/或形状。例如，表面夹持装置CP可以充当电容感测系统并且可以被配置为检测静电夹具与衬底W之间的电容。静电夹具与衬底W之间的电容可以与静电夹具与衬底W之间的距离成比例。控制器CON可以被配置为使用由表面夹持装置检测到的电容信息来调节静电吸引力及斥力中的至少一个，以控制衬底W的位置和/或形状。控制器CON可以被配置为使用衬底位置信息以防止衬底保持器SH与衬底W之间的碰撞。例如，如果表面夹持装置检测到衬底W变得过于接近(例如，约50μm或更小)衬底保持器SH，则控制器CON可以减小静电吸引力和/或增加流体流动装置的斥力以防止衬底W与衬底保持器SH碰撞。控制器CON可以被配置为使用每个非接触式夹具CP的衬底位置信息来确定和/或调节衬底W的形状。根据图2(在图2中，衬底W具有伞状形状)与图3(在图3中，控制器CON已经调节静电吸引力和/或斥力，以使衬底W弯曲为碗状形状)之间的比较，可以见到衬底W的形状的调节的示例。
图3示意性地描绘在表面夹持装置和流体流动装置已经合作以提供对衬底W的非接触式操控之后的图2的衬底保持器SH。图3示出调适非接触式夹持装置CP相对于彼此的位置可以用于将衬底W的上表面US的形状调适成更期望的形状，诸如图3中所描绘的基本上平坦的形状或稍微成碗状的形状。当通过非接触式夹持装置CP保持衬底W时，控制器CON可以控制压电致动器ACT以将非接触式夹持装置CP移动到期望的位置，以获得碗状形状。压电致动器ACT的优点在于，可以通过控制器CON的致动信号来准确地控制非接触式夹持装置CP的位置。在图3的示例中，内部非接触式夹持装置CP(相对于衬底W的中心)向下(即，负z方向)推动衬底W，而外部非接触式夹持装置CP向上(即，正z方向)拉动衬底W，以获得期望的形状。表面夹持装置和流体流动装置被配置为合作以提供衬底W的非接触式操控。非接触式操控可以包括保持和/或移动衬底W和/或使衬底W变形。在非接触式夹持装置CP与衬底W之间存在较小的间隙(例如，约100μm或更小)。间隙G在图3A的放大图像中是更明显的。
图3A示意性地描绘更详细地示出非接触式夹持装置CP的图3的一部分的放大图。可以看出，提供一种连接装置CD，该连接装置CD允许表面夹持垫CP相对于水平轴Rx、Ry在衬底W的上表面上在有限的旋转角(例如，最多50mrad)内自由旋转。图3A中的箭头FRO指示绕Ry的自由旋转。该自由旋转促进非接触式夹持装置CP中的每一个使其旋转位置适应于衬底W的上表面US。例如，当每个非接触式夹持装置CP在衬底W夹持期间放置于衬底W的上表面US上时或在衬底W的形状通过在z方向上调适非接触式夹持装置CP的相对位置而主动地改变时，每个非接触式夹持装置CP可以调适其旋转位置。非接触式夹持装置CP中的每一个均可以设置有连接装置CD，该连接装置CD可以允许非接触式夹持装置CP围绕一个或更多个横轴或水平轴自由旋转。
在图3A中，示出非接触式夹持装置CP中的温度控制装置TCD。非接触式夹持装置CP中的每一个均可以设置有温度控制装置TCD(例如，加热元件)，以单独地控制其温度。可能期望该温度控制以校正由流体流动装置使用的流体(例如，空气)的膨胀而引起的冷却。每个单独的非接触式夹持装置CP可以设置有单独的温度控制装置TCD，或者可以针对一组非接触式夹持装置CP提供一个温度控制装置TCD。替代地或另外地，经由非接触式夹持装置CP的导管提供的流体流可以用于控制表面夹持装置和/或衬底W的温度。例如，温度控制装置TCD可以被配置为控制流体流的温度。然后，流体流可以视需要加热或冷却非接触式夹持装置CP的静电夹具和/或衬底W。作为另一个替代或附加方案，可以将电流提供到非接触式夹持装置CP的静电夹具。可以增大电流以加热静电夹具或减小该电流以冷却静电夹具，由此控制表面夹持装置的温度。来自静电夹具的热可以通过流体流输送到衬底W，由此也允许控制衬底W的温度。表面夹持装置和/或衬底W的温度的不期望的改变可能导致衬底W经历不期望的热变形，不期望的热变形又可能导致诸如重叠、聚焦和/或对准误差的制造误差。控制表面夹持装置和/或衬底W的温度有利地减少了或避免了此类不期望的热变形。
图4示意性地描绘从示出非接触式夹持装置CP的构造的图2的衬底保持器SH下方看到的视图。流体流动装置包括多个导管CN，这些导管CN被配置为输送将斥力施加到衬底的流体流(例如，空气)。在图4的示例中，每个静电夹具EC均为环形，并且在其中心处包括孔AP。每个导管CN均被配置为提供通过其各自的静电夹具EC的孔AP的流体流。
多个导管CN有利地提供对衬底的操控的精密控制。例如，不同的导管CN可以提供作用于衬底的不同区域的一个或更多个流体流，由此允许单独地控制作用于衬底的不同区域的斥力。流体流可以将压力施加到衬底，当衬底保持器SH在真空或近真空环境中操作时，该压力可以被描述为超压力。真空或近真空环境可以包括约10托或更小的压力。真空或近真空环境可以包括约1托或更小的压力。流体流的速率可以是基本上恒定的，使得流体流可以被称为静态空气支承部或静态空气轴承。
在图4的示例中，非接触式夹持装置CP布置于三个同心圆中，其中，在径向方向上，一个圆的每个非接触式夹持装置CP与其它两个圆中的每一个圆中的一个圆对准。在替代性配置中，可以使用具有不同的相互位置的各种数量的非接触式夹持装置CP。为了优化衬底W成形，大量(例如，二十五或更多)的非接触式夹持装置CP可能是有益的。所使用的非接触式夹持装置CP的数目可以相对于每个非接触式夹持装置CP的期望流动容量保持平衡，例如每个非接触式夹持装置CP及相关联的设备约20NL/min。还可以考虑非接触式夹持装置CP的总量。有利地，在径向方向上(从衬底中心轴向外)可能存在非接触式夹持装置CP的最小值，以能够通过在z方向上的由两个非接触式夹持装置CP及相关联的压电致动器ACT提供的两个反向力将力矩施加于衬底W上。因而，可以补偿一阶晶片形状，诸如碗状、伞状、鞍状、和/或半管形状。如图2至图4的实施例中所示，可以在径向方向上设置三个非接触式夹持装置CP或更多个非接触式夹持装置CP以允许补偿二阶或更高阶形状变形。更一般地，可以使用更多个非接触式夹持装置CP以具有更多可能性来适应由衬底保持器SH保持的衬底W的形状。非接触式夹持装置CP之间的相互位置，诸如环、列等，可以经选择以优化针对变形的衬底W的特定形状的成形能力。在实施例中，可以通过相关联的致动器ACT将非接触式夹持装置CP中的一个或更多个回缩到回缩位置，在该回缩位置处，相应的非接触式夹持装置CP将不能够例如通过其它非回缩的非接触式夹持装置CP将力施加到由衬底保持器SH保持的衬底W。
在图2和图3的示例中，非接触式夹持装置CP中的每一个均可以通过其自身相关联的压电致动器ACT而独立地移动。在其它实施例中，可能的是，两个或更多个非接触式夹持装置CP与一个压电致动器相关联。例如，非接触式夹持装置CP的每个环均可以在包括两个或更多个非接触式夹持装置CP的数个环区段中细分。包括两个或更多个非接触式夹持装置CP的每个环区段均可以与一个压电致动器相关联以将相应的环区段移动到期望的位置。例如，图4中示出的构造的三个环中的每一个均可以细分为四个环区段，每个环区段包括三个非接触式夹持装置CP。对于这些环区段中的每一个，可以提供相应的致动器ACT以在z方向上将环区段移动到期望的位置。
图5示意性地描绘根据本公开内容的实施例的从包括边缘夹紧器系统EGR的衬底保持器SH上方看到的透视图。衬底保持器SH包括衬底保持器框架SHF以及安装于衬底保持器框架SHF上的四个边缘夹紧器EGR。四个边缘夹紧器EGR被配置为在衬底的圆周边缘处将衬底W保持于衬底保持位置处。衬底保持位置是由衬底保持器SH限定的位置，在该位置处，由衬底保持器SH保持的衬底W被理想地定位，即，衬底保持器SH被设计为将衬底W保持于衬底保持位置处。四个边缘夹紧器EGR均匀地分布于衬底保持位置的圆周周围。在其它实施例中，可以提供另一数目的边缘夹紧器EGR。边缘夹紧器EGR中的一个或更多个在径向方向上被主动地位置控制。并非所有这些边缘夹紧器EGR都必须在径向方向上被主动地位置控制。例如，一个或更多个被动的、机械预装载的边缘夹紧器EGR可以与两个或更多个主动地位置控制的边缘夹紧器EGR组合。边缘夹紧器EGR可以以任何合适的构造分布于衬底W的圆周上。边缘夹紧器EGR包括可以相对于衬底保持器框架SHF在夹紧方向GRD上独立地移动的边缘指形件(未示出)。夹紧方向GRD相对于衬底保持位置的中心轴CEN在径向方向上延伸。每个边缘指形件与边缘夹紧器致动器(未示出)相关联，以在夹紧方向GRD上朝着或远离衬底W的边缘移动所述边缘指形件。
边缘指形件可以用于通过抵靠衬底W的圆周边缘推动边缘指形件的夹紧表面来保持衬底W。边缘指形件的夹紧表面充当摩擦表面以主要通过摩擦配合保持衬底W。摩擦表面(或更一般地，夹紧表面)在竖直方向上可以是凸面形状的。夹紧表面可以例如形成为部分圆柱形表面，其中，圆柱形表面的纵轴在衬底W被保持于水平平面中时在水平方向上延伸。边缘指形件的凸面形状的优点在于，夹紧表面可以有效地应对翘曲衬底的局部角及衬底W的边缘处的各种形状及材料。在边缘夹紧器致动器不恰当地起作用的情况下，可以针对安全性提供机械预装载弹簧。替代地或另外地，为了增加衬底安全性，可以在夹紧表面的底端处设置安全轮缘(未示出)，以在衬底保持器SH发生故障的情况下抓住衬底W。
衬底保持器SH可以包括一个或更多个边缘检测装置EDD，该一个或更多个边缘检测装置EDD被配置为检测一个或更多个边缘夹紧器EGR是否接触待保持的衬底W的圆周边缘。边缘检测装置EDD可以用于通过将边缘指形件在夹紧方向GRD上朝着衬底W的边缘独立地移动来有效地夹紧衬底W。一个或更多个边缘指形件的移动可以在其由相应的边缘检测装置EDD检测到相应的边缘指形件接触衬底W的圆周边缘时停止。这具有以下优点：每个边缘指形件均可以快速地移动到衬底W的边缘的实际位置，而不是移动到衬底W的边缘的预期位置。当边缘指形件中的一个边缘指形件已经到达边缘时，其它边缘指形件可以继续在夹紧方向GRD上朝着边缘移动，直至由相关联的边缘检测装置EDD检测到相应的边缘指形件已经到达衬底W的边缘。
在图5中示出的实施例中，将边缘检测装置EDD示意性地示出为外部传感器。在实践中，边缘检测装置EDD的边缘检测可以例如基于相应的边缘指形件的速度变化。当边缘指形件接触衬底W时，边缘指形件将快速减速至零速度。可以提供编码器以测量边缘指形件在径向方向上移动的速度。如果测得的编码器速度下降为低于某个最小速度阈值水平，则边缘检测装置EDD可以确定到达边缘并且应该停止在径向方向上的移动。在另一个实施例中，边缘检测装置EDD的边缘检测可以基于定位误差变化。在控制器(例如，图2和图3的控制器CON)中，预定义缓存可以持续地填充有边缘指形件的位置以存储样本的最后的规定数目。如果边缘指形件的定位误差变得大于预定阈值误差水平，则可以确定边缘指形件已经到达衬底W的边缘并且应该停止在径向方向上的移动。在又一个实施例中，边缘检测装置EDD的边缘检测可以基于反馈输出变化。当边缘指形件以恒定速度接近衬底W时，预期反馈的输出相对较小。然而，如果边缘指形件与衬底W的边缘之间发生接触，则由于定位误差，反馈控制器CON开始增大致动力。因此，当致动力超过致动力阈值时，边缘检测装置EDD可以确定到达边缘并且应该停止在径向方向上的移动。
接触衬底W的边缘的前两个边缘指形件可以用于定位，这是因为两个点可以确定衬底平面内位置。其它的边缘指形件(在该示例中，两个其它的边缘指形件)可以用于将衬底W预装载到边缘指形件并且提供竖直z方向上的摩擦力。在实施例中，控制器(例如，图2和图3的控制器CON)可以被配置为在边缘检测装置EDD已经确定到达衬底W的边缘以在没有不期望的振荡的情况下施加夹紧力时，从位置控制改变为速度控制。边缘夹紧器致动器允许当衬底W由边缘夹紧器EGR保持时在x方向和/或y方向上重新定位衬底W。例如，当在衬底W的夹紧期间，控制器确定衬底W相对于衬底保持器SH的衬底保持位置偏移时，这种情况可能是有利的。可以例如在边缘检测装置EDD检测到边缘指形件接触衬底W的边缘的情况下，基于边缘指形件的时序和/或位置而确定所述偏移。通过边缘夹紧器致动器控制边缘夹紧器EGR的移动，可以校正衬底W相对于衬底保持位置(即，期望的位置)的实际位置。
边缘夹紧器EGR被进一步设计为允许边缘指形件相对于衬底保持位置的中心轴CEN在切向方向TAD上移动。边缘夹紧器EGR中的一个可以包括切向致动器(未示出)。切向致动器可以例如包括压电致动器。虽然其它边缘夹紧器EGR可以允许边缘指形件在切向方向TAD上移动，但是可以不包括用于主动地控制切向方向上的这种移动的致动器。在替代性实施例中，两个或更多个或所有的边缘夹紧器EGR可以包括切向致动器以控制相应的边缘指形件在切向方向TAD上的移动。通过切向致动器的致动，衬底W的边缘可以在切向方向TAD上移位。由于其它边缘夹紧器EGR允许在切向方向TAD上的这种移动，所以衬底W在切向方向上的这种致动移动将引起衬底保持器SH中的衬底W围绕衬底W的中心轴CEN(例如，在Rz方向上)以例如+/-50mrad，例如，+/-10mrad，的有限角度旋转。通过随后在衬底W的边缘上夹紧及释放边缘指形件以及衬底W在Rz方向上的较小旋转，衬底W可以在较大角度内旋转。边缘夹紧器致动器和切向致动器的组合允许衬底W在x方向、y方向和Rz方向上重新定位。这使得衬底W在x-y平面中的任何方向上的位置校正成为可能。如图5中所示，实施例可以包括能够在z方向上主动地移动的可移动非接触式夹持装置CP以及能够在径向和/或切向方向上主动地移动的边缘夹紧器EGR两者。
图6示意性地描绘根据本公开内容的实施例的包括衬底夹具SC的衬底操控系统SMS。衬底操控系统SMS包括图1的载体系统CS。载体系统CS包括衬底保持器SH和位移系统DS，例如机器人系统(诸如机器人臂)或线性移动系统。衬底保持器SH可以是图2至图5中的任何一个的衬底保持器。衬底夹具SC包括被配置为支撑衬底W的支撑平面SP。在图6的示例中，支撑平面SP由多个突节BU(例如，约5000个与约10000个之间的突节)限定，这些突节BU被配置为从衬底W的底侧支撑衬底W。载体系统CS被配置为例如从衬底储存器(未示出)非接触地收集衬底W，并且将衬底W装载到衬底夹具SC上。在衬底保持器SH非接触地抓握衬底W之前，衬底W在无应力状态下翘曲。在图6的示例中，衬底W以伞状形状翘曲。衬底W可以以其它形状翘曲。衬底保持器SH被配置为将由表面夹持装置产生的静电吸引力以及由流体流动装置产生的斥力施加到衬底W，以使衬底W非接触地变形，使得衬底W的上表面US基本上匹配支撑平面SP。支撑平面SP可以是基本上平坦的，在这种情况下，衬底保持器SH可以在将衬底W装载到衬底夹具SC上之前使衬底W从翘曲形状变形为基本上平坦形状。然后，衬底夹具SC可以启动静电夹具(未示出)以将衬底W保持于衬底夹具SC的突节BU上。衬底保持器SH可以停用表面夹持装置和流体流动装置以释放衬底W，并且由此将衬底W装载到衬底夹具SC上。
在将衬底W装载到衬底夹具SC上之前使衬底W的上表面US基本上匹配衬底夹具SC的支撑平面SP在衬底W由衬底夹具SC夹持时有利地减少了或避免衬底W的摩擦移动。这又有利地减少了对衬底夹具SC的磨损，由此相比于已知的衬底操控系统，增加了衬底夹具SC的操作寿命。使衬底W的上表面US基本上匹配衬底夹具SC的支撑平面SP还有利地减少了诸如在光刻的示例中的制造误差、聚焦误差、和/或重叠误差。例如，在衬底操控系统SMS被用作光刻设备(诸如，图1的光刻设备LA)的一部分时，产品上重叠可以被改善超过1nm。衬底夹具SC可以是图1的衬底台WT。
图7示意性地描绘根据本公开内容的实施例的包括衬底预夹具SPC的衬底操控系统SMS。衬底操控系统SMS包括图1的载体系统CS。载体系统CS包括衬底保持器SH和位移系统DS，例如机器人系统(诸如机器人臂)或线性移动系统。衬底保持器SH可以是图2至图5中的任何一个的衬底保持器。衬底预夹具SPC包括被配置为支撑衬底W的支撑平面SP。在图7的示例中，支撑平面SP由多个突节BU限定，这些突节BU被配置为从衬底W的底侧支撑衬底W。载体系统CS被配置为非接触地从衬底预夹具SPC收集衬底W并且将衬底W移动到另一个部位(例如，图1的衬底台WT)。衬底预夹具SPC被配置为夹持衬底W。在夹持衬底W时，衬底预夹具SPC使衬底W变形，使得衬底W的上表面US匹配衬底预夹具SPC的支撑平面SP。衬底预夹具SPC可以包括被配置为将衬底W夹持至突节BU上的一个或更多个静电夹具。在图7的示例中，衬底预夹具SPC的支撑平面SP是基本上平坦的，因此衬底预夹具SPC使衬底W变形，使得衬底的上表面US也是基本上平坦的。在衬底预夹具SPC夹持之前，衬底W在无应力状态下翘曲，并且由此使衬底W变形为基本上平坦的形状。在图7的示例中，衬底W以伞状形状翘曲。在衬底W由衬底预夹具SPC夹持时，衬底W的形状可以用作待由衬底保持器SH维持的参考形状。衬底保持器SH被配置为施加静电吸引力及斥力，以在衬底W已经从衬底预夹具SPC释放时维持衬底W的变形形状。在图7的示例中，衬底保持器SH被配置为将由表面夹持装置产生的静电吸引力以及由流体流动装置产生的斥力施加到衬底W，使得衬底W的上表面US保持基本上平坦的而不是返回到翘曲的伞状形状。然后，载体系统CS可以将衬底W移动到另一个位置。例如，载体系统CS可以将衬底W装载到图1的衬底台WT上。衬底预夹具SPC可以是形成光刻设备(诸如图1的光刻设备LA)的一部分的真空预对准夹具。真空预对准夹具可以包括约10托或更小的压力。真空预对准夹具可以包括约1托或更小的压力。衬底W可以在由衬底预夹具SPC夹持时经历一个或更多个过程，诸如例如热调节、对准测量等。
维持衬底W的预变形形状有利地减少了在将衬底W装载到诸如图1的衬底台WT的衬底支撑件上时的衬底W的摩擦移动。这又有利地减少了对衬底操控系统SMS和衬底台WT的磨损。维持衬底W的预变形形状有利地减少了诸如在光刻的示例中的制造误差、聚焦误差、和/或重叠误差(例如，产品上重叠改善了超过1nm)。
图8示出根据本公开内容的实施例的保持衬底的方法的流程图。所述方法的第一步骤S1包括：以静电方式吸引衬底的上表面。所述方法的第二步骤S2包括：使用流体流来将斥力施加到衬底。所述方法可以包括可选的第三步骤S3，该第三步骤S3是：使用静电吸引力与斥力之间的合作来非接触地操控衬底，如先前相对于本公开内容的衬底保持器所描述的。所述方法还可以包括：调节静电吸引力及斥力中的至少一个以使衬底变形为预定形状，诸如例如基本上平坦的上表面。所述方法还可以包括：使用衬底预夹具来使衬底变形，使得衬底的上表面基本上匹配衬底预夹具的支撑平面，例如先前相对于图6所描述的。所述方法还可以包括：施加静电吸引力及斥力以维持衬底的变形形状，例如先前相对于图7所描述的。所述方法还可以包括：使用流体流动来控制衬底的温度，如先前所描述的。所述方法可以用作半导体制造过程的一部分，该半导体制造过程是诸如例如光刻过程(例如，将经图案化辐射束投影到衬底的上表面上)和/或材料沉积过程(例如，衬底上的薄膜沉积)。
图9示意性地描绘根据本公开内容的实施例的包括衬底夹具SC及替代性衬底保持器100的替代性衬底操控系统。衬底夹具SC包括被配置为支撑衬底W的支撑平面SP。在图9的示例中，支撑平面SP由多个突节BU(例如，约5000个与约10000个之间的突节)限定，这些突节BU被配置为从衬底W的底侧支撑衬底W。衬底夹具SC设置有能够在竖直方向上移出衬底夹具SC的支撑平面SP的装载销102。在图9的示例中，装载销102、104处于经延伸配置中，并且衬底W的底侧由经延伸的装载销102支撑。可以降低装载销102以将衬底W放置于由突节BU提供的支撑平面SP中。衬底夹具SC包括多个静电夹具104，这些静电夹具104被配置为抵靠突节BU夹持衬底W以将衬底W固定于支撑平面SP中。在图9和图10的示例中，衬底夹具SC的静电夹具104未起作用。
替代性衬底保持器100包括衬底保持器框架SHF及布置于框架SHF上的表面夹持装置。表面夹持装置包括被配置为在衬底W的上表面US处以静电方式吸引衬底W的多个静电夹具110。静电夹具110可以被埋设于介电质(未示出)内。替代性衬底保持器100不包括流体流动装置。替代性衬底保持器100包括电容式感测系统，该电容式感测系统被配置为检测表面夹持装置与衬底W的上表面US之间的电容。在图9的示例中，电容式感测系统包括以周期性图案布置的多个电容式感测元件120。例如，光刻可以用于在其中内埋静电夹具110的介电质中形成周期性图案。电容式感测系统可以包括一百个电容式感测元件120或更多个(例如，约一百七十五个)电容式感测元件120。电容式感测元件120可以被配置为在测量范围内检测电容式感测元件120与衬底W的上表面US之间的距离。测量范围可以是约1mm或更小，例如约0.6mm。电容式感测元件120的测量范围可以对应于可以由电容式感测系统感测的衬底W变形的范围。每个电容式感测元件可以例如具有约8mm乘约4mm的面积。电容式感测元件120的周期性图案的周期性在相邻电容式感测元件120之间可以例如为约2cm。可以参考具有已知形状的参考衬底(未示出)来校准电容式感测系统。
替代性衬底操控系统还包括被配置为使用由电容式感测系统120检测到的电容信息来确定衬底W的形状的处理器130。如先前所论述的，在实践中，衬底W可能展现出相当大的变形并且可以例如具有伞状形状、碗状形状、鞍状形状、或其它形状。由电容式感测系统120检测到的表面夹持装置与衬底W的上表面US之间的电容可以与表面夹持装置与衬底W的上表面US之间的距离成比例。表面夹持装置与衬底W的上表面US之间的距离可以指示衬底W的变形(及所形成的形状)。处理器130可以被配置为使用由电容式感测系统120检测到的电容信息来调节静电夹具110与衬底W的上表面US之间的静电吸引力，并且由此控制衬底W的形状(这相对于图10和图11更详细地示出及论述)。
电容式感测系统120可以被配置为确定全局衬底尺度上的衬底W的形状。在图9的示例中，衬底W在全局衬底尺度上具有伞状形状。即，尽管衬底W的形状可以在较局部化的衬底尺度上变化(即，在衬底W的整个较小部分上的较高的空间频率变形)，但是在全局衬底尺度上，衬底W具有伞状形状(即，使整个衬底W呈伞状形状的较低的空间频率变形)。在全局衬底尺度上确定衬底W的形状可能不需要衬底W与电容式感测系统120之间的任何相对移动。可以通过电容式感测系统120通过在衬底W与电容式感测系统120的不同的相对位置处进行多个测量来确定衬底W在较局部化尺度上的较高的空间频率变形。替代性衬底操控系统包括被配置为改变衬底夹具SC相对于替代性衬底保持器100的位置的致动台140。致动台140可以例如是图1的衬底台WT。电容式感测系统120可以被配置为在致动台140改变衬底夹具SC相对于替代性衬底保持器100的位置之前及之后检测表面夹持装置与衬底W的上表面US之间的电容，使得处理器130以小于电容式感测元件120的周期性图案的周期性150的空间分辨率确定衬底W的形状。例如，致动台140可以被配置为使衬底夹具SC相对于表面夹持装置在X方向上移动约2cm且在Y方向上移动2cm的同时，电容式感测系统120检测到表面夹持装置与衬底W的上表面US之间的电容。这允许每个电容式感测元件120沿着每个相邻电容式感测元件120之间的2cm的间隙检测衬底W，由此产生子周期性空间分辨率。
替代性衬底操控系统包括致动装置，该致动装置被配置为改变表面夹持装置的形状，使得表面夹持装置基本上匹配衬底W的形状(如由电容式感测系统120确定的)。在图9的示例中，致动装置包括可变形板160以及被配置为将受控变形施加到可变形板160的压电致动器。可变形板160可以由具有低热膨胀系数的材料形成。例如，可变形板160可以由超低膨胀玻璃(ULE)形成，ULE为康宁(Corning)有限公司的注册商标。可变形板160可以具有例如约5mm的厚度。在图9的示例中，压电致动器包括安置于可变形板160上的一个或更多个压电板162以及一个或更多个压电安装件164。一个或更多个压电板162可以被配置为弯曲可变形板160并且由此使可变形板160变形。一个或更多个压电安装件164可以被配置为使可变形板160膨胀或收缩并且由此使可变形板160变形。
图10示意性地描绘在致动装置160、162、164已经改变表面夹持装置的形状以更好地匹配衬底W的形状(如由电容式感测系统120确定)之后的图9的替代性衬底操控系统。类似的附图标记指示类似的特征。在图9和图10的示例中，衬底W在全局衬底尺度上具有伞状形状。由电容式感测系统120检测到该伞状形状，并且该信息用于控制致动装置160、162、164，使得表面夹持装置的形状也呈伞状形状。压电安装件164延伸并且压电板162弯曲，使得可变形板160从图9中的基本上平面的形状变形为图10中的伞状形状。即，可变形板160的形状被改变以在全局衬底尺度上匹配衬底W的形状。处理器130可以被配置为基于从电容式感测系统120接收到的信息控制致动装置160、162、164。改变表面夹持装置的形状以基本上匹配衬底W的形状减小了静电夹具110与衬底W的上表面US之间的距离(例如，平均距离)。这有利地允许使用较低的电压来施加较大的变形力，并且由此使用静电夹具110精细地控制衬底W的形状。使用较低的电压的能力还降低了发生不期望的放电的风险。例如，在致动装置160、162、164已经改变表面夹持装置的形状以基本上匹配衬底W的形状之后，静电夹具110与衬底W的上表面US之间的沿着Z轴的最大距离可以例如为约20μm。在该示例中，施加到每个静电夹具110的最大电压可以是约300V(例如，比由衬底夹具SC的静电夹具104施加的法向力小约十倍)，这将允许约20N的变形控制力(例如，比作用于衬底W的重力大约二十倍)。
图11示意性地描绘在替代性衬底保持器100已经施加静电吸引力以使得表面夹持装置与衬底的上表面之间的距离在衬底的整个上表面上是基本上恒定的之后的图9和图10的替代性衬底操控系统。每个静电夹具100可以独立地受控制(例如，设置有它们自有的电压和/或独立地移动成更接近或更远离衬底W的上表面US)以使衬底W变形，使得从衬底W移除较高的频率空间变形(即，局部化变形)。电容式感测系统120可以用于在控制由静电夹具110施加的静电吸引力以达到表面夹持装置与衬底W的上表面US之间的沿着Z轴的所要的恒定距离时提供反馈。电容式感测系统120可以用于确保静电夹具120与衬底W的上表面US之间的最小距离(例如，约2μm)得以维持，使得衬底W不向上移动并且碰撞至表面夹持装置中。在图11的示例中，在替代性衬底保持器100的静电夹具110也起作用以施加反作用力或反向力并且由此防止衬底W向上移动并且碰撞到替代性衬底保持器100的同时，衬底夹具SC的静电夹具104起作用。如先前所论述的，可以替代地使用形成衬底保持器的一部分的流体流动装置来施加该反作用力。
致动装置160、162、164可以被配置为在施加静电吸引力期间改变表面夹持装置的形状，使得衬底W的上表面US基本上匹配支撑平面SP。在图11的示例中，致动装置160、162、164可以起作用以使可变形板160恢复至其原始平面形状(即，图9中所示的形状)的同时，替代性衬底保持器100的静电夹具110起作用，由此使衬底W变形成平面形状(例如，匹配支撑平面SP)。一旦衬底W的形状基本上匹配支撑平面SP的形状，就可以降低装载销102，可以完全启动衬底夹具SC的静电夹具104以夹持衬底W并且可以停用替代性衬底保持器100的静电夹具110。该装载过程有利地确保当完全启动衬底夹具SC时衬底W处于正确形状，使得当衬底W由衬底夹具SC夹持时，减小不期望的效应(诸如，衬底W在全部突节BU上的摩擦移动以及衬底W的不期望的翘曲)。
图12示出根据本公开内容的实施例的将衬底装载到衬底夹持装置上的方法的流程图。所述方法的第一步骤200包括：检测表面夹持装置与衬底的上表面之间的电容并且使用检测到的电容来确定衬底的形状。所述方法的第二步骤201包括：改变表面夹持装置的形状，使得表面夹持装置的形状基本上匹配衬底的形状。所述方法的第三步骤203包括：从衬底上方以静电方式吸引衬底的上表面，使得表面夹持装置与衬底的上表面之间的距离在衬底的整个上表面上是基本上恒定的。所述方法的第四步骤203包括：在施加静电吸引力期间改变表面夹持装置的形状，使得衬底的上表面基本上匹配被配置为支撑衬底的衬底夹具的支撑平面。
在上文中，已经描述了可以用于如图1中示出的光刻设备LA中的衬底保持器SH的不同的实施例。衬底保持器SH可以用于保持及以其它方式操控掩模版MA(例如，以从支撑结构MT装载及卸除掩模版MA)。衬底保持器SH也可以用作载体系统CS的一部分以将衬底保持于光刻生产过程中所使用的其它设备中，诸如衬底测量或衬底检查装置。当期望衬底W的受控定位或受控形状时，衬底保持器SH是特别有益的。衬底保持器SH不限于光刻设备并且可以用于其它半导体处理设备中，诸如例如真空夹具、电子束光刻设备、化学气相沉积系统、离子注入设备等。
尽管可以在本文中特定地参考在IC制造中光刻设备的使用，但是应该理解的是，本文中描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导及检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。
尽管可以在本文中特定地参考在光刻设备的背景中的本发明的实施例，但是本发明的实施例可以用于其它设备。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备、或者测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)的物体的任何设备的一部分。这些设备可以被统称为光刻工具。该光刻工具可以使用真空条件(例如，约10托或更小的压力)或环境(非真空)条件。
尽管上文已经特定地参考本发明的实施例在光学光刻的背景中的使用，但是将明白的是，在背景允许的情况下，本发明不限于光学光刻并且可以使用于其它应用(例如，压印光刻)中。
在背景允许的情况下，可以以硬件、固件、软件、或它们的任何组合来实施本发明的实施例。本发明的实施例也可以实施为存储于机器可读介质上的指令，该指令可以由一个或更多个处理器读取及执行。机器可读介质可以包括用于存储或传输呈能够由机器(例如，计算装置)读取的形式的信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包括：只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁性存储介质；光学存储介质；闪速存储器；电学、光学、声学或传播信号的其它形式(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。另外，固件、软件、例程、指令可以在本文中被描述为执行某些动作。然而，应该明白的是，这些描述仅是为了方便起见，并且这些动作事实上是由计算装置、处理器、控制器或执行固件、软件、例程、指令等的其它设备引起的，并且如此进行可以使致动器或其它设备与物理世界相互作用。例如，图2至图3的控制器CON可以包括计算机可读介质和/或计算机设备，该计算机可读介质和/或计算机设备包括存储处理器可读指令的存储器以及被布置为读取及执行存储于该存储器中的指令的处理器。该计算机可读介质和/或指令可以包括计算机程序，该计算机程序包括被配置为使计算机(例如，控制器CON)执行根据本公开内容的方法(例如，图8的方法及其相关联的描述)的计算机可读指令。
虽然上文已经描述了本发明的特定实施例，但是将明白的是，可以以与所描述的方式不同的其它方式来实践本发明。以上描述意图是说明性的，而非限制性的。因此，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，可以在不脱离下文所阐明的权利要求的范围的情况下对如所描述的本发明进行修改。
方面
1.一种用于保持衬底的衬底保持器，包括：
框架；
表面夹持装置，所述表面夹持装置被布置于所述框架的底侧，所述表面夹持装置被配置为从衬底上方以静电方式吸引衬底的上表面。
2.如方面1所述的衬底保持器，包括被布置于所述框架的所述底侧上的流体流动装置，所述流体流动装置被配置为将斥力施加到所述衬底的上表面。
3.如方面2所述的衬底保持器，其中，所述表面夹持装置和所述流体流动装置被配置为合作以提供对所述衬底的非接触式操控。
4.如前述任一方面所述的衬底保持器，其中，所述表面夹持装置包括被配置为以静电方式吸引所述衬底的所述上表面的多个静电夹具。
5.如前述任一方面所述的衬底保持器，其中，所述流体流动装置包括被配置为输送流体流的多个导管，所述流体流将所述斥力施加到所述衬底的所述上表面。
6.如方面4和方面5所述的衬底保持器，其中，所述多个静电夹具和所述多个导管合作以形成多个非接触式夹持装置。
7.如方面6所述的衬底保持器，其中，所述多个静电夹具中的至少一个静电夹具包括孔，并且多个导管中的至少一个被配置为提供通过所述孔的流体流。
8.如前述任一方面所述的衬底保持器，包括致动系统，所述致动系统被配置为使所述表面夹持装置和所述流体流动装置相对于彼此移动。
9.如前述任一方面所述的衬底保持器，包括控制器，所述控制器被配置为调节所述静电吸引力及斥力中的至少一个以使所述衬底变形为预定形状。
10.如前述任一方面所述的衬底保持器，其中，所述表面夹持装置被配置为检测所述衬底的位置和/或形状。
11.如方面10所述的衬底保持器，其中，所述控制器被配置为使用由所述表面夹持装置检测到的信息来调节所述静电吸引力及斥力中的至少一个，以控制所述衬底的位置和/或形状。
12.如前述任一方面所述的衬底保持器，其中，所述流体流被配置为控制所述表面夹持装置的温度，
和/或其中，所述流体流被配置为控制所述衬底的温度。
13.如前述任一方面所述的衬底保持器，包括边缘夹紧器系统，所述边缘夹紧器系统被配置为在衬底的边缘处保持所述衬底。
14.一种衬底操控系统，包括：
如前述任一方面所述的衬底保持器；以及
衬底夹具，所述衬底夹具包括被配置为支撑所述衬底的支撑平面，其中，所述衬底保持器被配置为施加所述静电吸引力，使得所述衬底的所述上表面基本上匹配所述支撑平面。
15.如方面14的所述的衬底操控系统，包括：
电容式感测系统，所述电容式感测系统被配置为检测所述表面夹持装置与所述衬底的所述上表面之间的电容；以及
处理器，所述处理器被配置为使用由所述电容式感测系统检测到的电容信息来确定所述衬底的形状。
16.如方面15的所述的衬底操控系统，包括被配置为改变所述衬底夹具相对于衬底保持器的位置的致动台，其中，所述电容式感测系统包括以周期性图案布置的多个电容式感测元件，其中，所述电容式感测系统被配置为在所述致动台改变所述衬底夹具相对于所述衬底保持器的位置之前及之后检测所述表面夹持装置与所述衬底的所述上表面之间的电容，使得所述处理器以小于所述电容式感测元件的周期性图案的周期性的空间分辨率确定衬底的形状。
17.如方面15或方面16的所述的衬底操控系统，包括致动装置，所述致动装置被配置为改变所述表面夹持装置的形状，使得所述表面夹持装置的形状基本上匹配由所述电容式感测系统确定的所述衬底的形状。
18.如方面17的所述的衬底操控系统，其中，所述衬底保持器被配置为施加所述静电吸引力，使得所述表面夹持装置与所述衬底的所述上表面之间的距离在所述衬底的整个所述上表面上是基本上恒定的。
19.如方面18的所述的衬底操控系统，其中，所述致动装置被配置为在施加所述静电吸引力期间改变所述表面夹持装置的形状，使得所述衬底的所述上表面基本上匹配所述支撑平面。
20.如方面14至19中任一项的所述的衬底操控系统，其中，所述衬底保持器被配置为施加所述斥力，使得所述衬底的所述上表面基本上匹配所述支撑平面。
21.一种衬底操控系统，包括：
如方面1至13中任一项所述的衬底保持器；以及
衬底预夹具，所述衬底预夹具被配置为使所述衬底变形为变形形状，其中，所述衬底保持器被配置为施加所述静电吸引力及斥力以维持所述衬底的变形形状。
22.一种半导体处理设备，包括如方面1至13中任一项所述的衬底保持器，其中，所述衬底保持器被布置为在真空或近真空环境中操作。
23.如方面22所述的半导体处理设备，其中，所述半导体处理设备是被配置为将所述衬底暴露于经图案化辐射的光刻设备，或者其中，所述半导体处理设备是被配置为将材料沉积于所述衬底上的化学气相沉积设备。
24.一种保持衬底的方法，包括：从衬底上方以静电方式吸引衬底的上表面。
25.如方面24所述的方法，包括：使用流体流来将斥力施加到所述衬底的所述上表面。
26.如方面24或方面25所述的方法，包括：使用所述静电吸引力和所述斥力之间的合作来非接触地操控所述衬底。
27.如方面26所述的方法，包括：调节所述静电吸引力及所述斥力中的至少一个以使所述衬底变形为预定形状。
28.如方面26所述的方法，包括：使用衬底预夹具以使所述衬底变形，使得所述衬底的所述上表面基本上匹配所述衬底预夹具的支撑平面；以及
施加所述静电吸引力及所述斥力以维持所述衬底的变形形状。
29.如方面24至28中任一项所述的方法，包括：使用流体流来控制所述衬底的温度。
30.如方面24至29中任一项所述的方法，包括：将所述衬底装载到衬底夹具上，所述衬底夹具包括被配置为支撑所述衬底的支撑平面；以及施加所述静电吸引力以使得所述衬底的所述上表面基本上匹配所述支撑平面。
31.如方面30所述的方法，包括：检测用于施加所述静电吸引力的表面夹持装置与所述衬底的所述上表面之间的电容；以及
使用检测到的电容来确定所述衬底的形状。
32.如方面31所述的方法，包括：改变所述表面夹持装置的形状，使得所述表面夹持装置的形状基本上匹配所述衬底的形状。
33.如方面32所述的方法，包括：施加所述静电吸引力，使得所述表面夹持装置与所述衬底的所述上表面之间的距离在所述衬底的整个所述上表面上是基本上恒定的。
34.如方面33所述的方法，包括：在施加所述静电吸引力期间改变所述表面夹持装置的形状，使得所述衬底的所述上表面基本上匹配所述衬底夹具的支撑平面。
35.一种将经图案化辐射束投影到衬底上的方法，包括如方面24至34中任一项所述的方法，
或将材料沉积于衬底上的方法，该方法包括如方面24至34中任一项所述的方法。
36.一种计算机程序，包括计算机可读指令，所述计算机可读指令被配置为促使计算机执行如方面24至35中任一项所述的方法。
37.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质携载如方面36所述的计算机程序。
38.一种计算机设备，包括：
存储器，所述存储器存储处理器可读指令；以及
处理器，所述处理器被布置为读取及执行存储于所述存储器中的指令；
其中，所述处理器可读指令包括被布置为控制计算机执行如方面24至35中任一项所述的方法的指令。

Claims (15)

1.一种用于保持衬底的衬底保持器，包括：
框架；
表面夹持装置，所述表面夹持装置被布置于所述框架的底侧，所述表面夹持装置被配置为从所述衬底上方以静电方式吸引所述衬底的上表面。
2.如权利要求1所述的衬底保持器，包括被布置于所述框架的所述底侧上的流体流动装置，所述流体流动装置被配置为将斥力施加到所述衬底的所述上表面。
3.如权利要求2所述的衬底保持器，其中，所述表面夹持装置和所述流体流动装置被配置为合作以提供对所述衬底的非接触式操控。
4.如前述任一项权利要求所述的衬底保持器，其中，所述表面夹持装置包括被配置为以静电方式吸引所述衬底的所述上表面的多个静电夹具。
5.如前述任一项权利要求所述的衬底保持器，其中，所述流体流动装置包括被配置为输送流体流的多个导管，所述流体流将所述斥力施加到所述衬底的所述上表面。
6.如权利要求4和权利要求5所述的衬底保持器，其中，所述多个静电夹具和所述多个导管合作以形成多个非接触式夹持装置。
7.如权利要求6所述的衬底保持器，其中，所述多个静电夹具中的至少一个静电夹具包括孔，并且所述多个导管中的至少一个导管被配置为提供通过所述孔的流体流。
8.如前述任一项权利要求所述的衬底保持器，包括致动系统，所述致动系统被配置为使所述表面夹持装置和所述流体流动装置相对于彼此移动。
9.如前述任一项权利要求所述的衬底保持器，包括控制器，所述控制器被配置为调节静电吸引力和所述斥力中的至少一个以使所述衬底变形为预定形状，或
其中，所述表面夹持装置被配置为检测所述衬底的位置和/或形状。
10.如权利要求9所述的衬底保持器，其中，所述控制器被配置为使用由所述表面夹持装置检测到的信息来调节所述静电吸引力和所述斥力中的至少一个，以控制所述衬底的位置和/或形状。
11.如前述任一项权利要求所述的衬底保持器，其中，所述流体流被配置为控制所述表面夹持装置的温度，
和/或其中，所述流体流被配置为控制所述衬底的温度。
12.如前述任一项权利要求所述的衬底保持器，包括边缘夹紧器系统，所述边缘夹紧器系统被配置为在衬底的边缘处保持所述衬底。
13.一种衬底操控系统，包括：
如前述权利要求中任一项所述的衬底保持器；以及
衬底夹具，所述衬底夹具包括被配置为支撑所述衬底的支撑平面，其中，所述衬底保持器被配置为施加静电吸引力，使得所述衬底的所述上表面基本上匹配所述支撑平面。
14.一种半导体处理设备，包括如权利要求1至12中任一项所述的衬底保持器，其中，所述衬底保持器被布置为在真空或近真空环境中操作。
15.一种保持衬底的方法，所述方法包括：从所述衬底上方以静电方式吸引所述衬底的上表面。
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