KR20070032664A - 기판 지지 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20070032664A
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파완 케이 님마카얄라
시들가타 브이 스리니바산
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보드 오브 리전츠, 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템
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Abstract

본 발명은 몸체 표면을 가지는 척 몸체를 포함하고 있고, 평면으로 놓인 접촉면을 구비하고 있는 핀이 상기 몸체 표면으로부터 뻗어있는 것을 특징으로 하고, 그 핀은 평면에 대해 이동하도록 척 몸체에 이동가능하게 연결되어 있는 기판 지지 시스템을 포함하고 있다. 결과로서, 입자상 오염물을 배제하지 못한 경우에도 기판 지지 시스템이 입자상 오염물의 존재로부터 초래되는 기판의 비편평도의 발생을 감소시킬 수 있다. 이는 기판의 충분한 편평도를 유지하면서도 입자의 존재를 수용하기 위해 이동될 수 있는 핀을 제작함으로써 달성된다.
Figure 112006086554198-PCT00001
접촉면, 몸체 표면, 핀, 척 몸체, 기판 지지 시스템, 컴플라이언스

Description

기판 지지 시스템 및 방법{SUBSTRATE SUPPORT SYSTEM AND METHOD}
일반적으로, 본 발명은 기판을 위한 지지에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 임프린트 리소그래피(Imprint Lithography)에 사용하기 적당한 척(chuck)에 관한 것이다.
마이크로-제조는, 예를 들면 마이크로미터 또는 더 작은 단위로 된 형상을 가지는 매우 작은 구조물의 제조를 포함하고 있다. 상당한 크기의 영향력을 가지고 있는 마이크로-제조의 한 분야는 집적 회로의 처리에 있다. 한 기판에 형성된 유닛 범위 당의 회로들이 증가하는 동시에 반도체 가공 산업은 더 높은 제조 수율을 위해 노력을 계속함에 따라, 마이크로-제조는 점점 더 중요하게 되었다. 마이크로-제조는 형성된 구조물의 최소한의 형상 크기를 점차 축소시키는 동시에 더 큰 프로세스 제어를 제공한다. 마이크로-제조가 사용되고 있는 다른 개발 분야는 생명 공학, 광학 공학, 기계 시스템 등을 포함하고 있다. 다수의 마이크로-제조 기술은 기판을 패터닝하는 습식 및/또는 건식 에칭 기술뿐만 아니라, 화학 증착, 물리 증착, 원자층 증착 등과 같은 증착 처리를 포함하는 다양한 처리를 포함하고 있다.
또한 표준 마이크로-제조 기술에 있어서, 임프린트 리소그래피라 하는 비교 적 새롭고 효율적인 패터닝 기술이 있다. 전형적인 임프린트 리소그래피가, 미국 특허 6,873,087호의 임프린트 리소그래피 프로세스용 고정밀 오리엔테이션 정렬 및 갭 컨트롤 스테이지(HIGH PRECISION ORIENTATION ALIGNMENT AND GAP CONTROL STAGES FOR IMPRINT LITHOGRAPHY PROCESSES); 6,842,226호의 정렬 마크를 구비한 임프린트 리소그래피 형판(IMPRINT LITHOGRAPHY TEMPLATE COMPRISING ALIGNMENT MARKS); 6,696,220호의 실내 온도, 저압 마이크로- 및 나노-임프린트 리소그래피용 형판(TEMPLATE FOR ROOM TEMPERATURE, LOW PRESSURE MICRO-AND NANO-IMPRINT LITHOGRAPHY); 및 6,719,915호의 스텝 및 플래시 임프린트 리소그래피(STEP AND FLASH IMPRINT LITHOGRAPHY)와 같은 다수의 공개 문서에 상세하게 개시되어 있다. 전술한 공개 특허 출원의 각각에 개시된 바와 같은 기본적인 임프린트 리소그래피 기술은 중합가능한 층에 릴리프 패턴을 구성하는 것과 및 하부의 기판에 릴리프 이미지가 형성되도록 그 릴리프 패턴을 하부의 기판으로 전사하는 것을 포함한다. 이를 위해, 형판(template)이 기판으로부터 멀어진 상태로 사용되고, 이 형판과 기판 사이에는 형체를 이룰 수 있는 액체가 놓여있다. 이 액체는 굳어져 응고 층을 형성하고, 이 응고 층은 상기 액체와 접촉한 형판의 표면 형상에 따르는 기록 패턴을 가진다. 그 후 기판과 응고 층은 응고 층의 패턴에 대응하는 릴리프 이미지를 기판에 전사하도록 처리된다.
전술한 마이크로-제조 기술의 결과로서, 형성되는 형상의 크기가 축소되기 때문에, 처리되고/패터닝되는 기판을 편평하게/평면으로 하려는 요구가 증가하고 있다. 기판 편평도에 영향을 미치는 많은 요인들이 있고, 이 요인들 중 다수는 종 래의 기판 척에 의해 교정될 수 있다. 하지만, 후방 입자의 존재, 즉, 패터닝되는 표면과 마주하는 기판의 표면에 접촉하는 입자의 존재는 문제가 된다. 예를 들면, 후방 입자라고 하는 입자는 기판과 척 사이에 박히게 될 수 있고, 이는 기판이 평면으로부터 벗어나는 뒤틀림(out-of-plane distortion)을 초래하여 기판상에서 생성된 패턴의 비틀림으로 귀결된다. 평면으로부터 벗어나는 뒤틀림은 두 파라미터: 즉, 1) 뒤틀림 높이; 및 2) 간극 반경;의 처리로 간주될 수 있다. 뒤틀림 높이는 후방 입자에 의해 기판에 생성되는, 최대한으로 평면을 벗어난 치우침으로 정의된다. 간극 반경은 기판이 척과 접촉하는 곳에서 입자와 입자에 들어박힌 기판의 한 지점 사이를 측정한, 척으로부터 이격된 기판 영역의 길이 치수로 정의된다. 입자상 오염물의 존재에 기인한 뒤틀림을 받는 기판의 범위는 입자들의 크기보다 훨씬 더 크다는 것을 알 수 있다.
입자상 오염물을 극복하기 위한 종래 기술의 시도는 핀형 척 및 그루브형 척을 포함하고 있다. 이러한 처킹 시스템은 기판과 척 사이의 접촉 범위를 최소화시킴으로써 후방 입자와 관련된 결점을 막도록 꾀하였다. 하지만, 이러한 처킹 시스템은 척과 기판 사이에 박혀있는 입자의 확률을 감소시킬 뿐, 척과 기판 사이에 입자가 박힐 경우의 비편평도를 막거나 또는 감소시키지 않는다.
그러므로, 기판을 위한 향상된 지지 시스템을 제공하는 것이 필요하다.
본 발명은 몸체 표면을 가지는 척 몸체를 포함하고 있고, 평면으로 놓인 접촉면을 구비하고 있는 핀이 상기 몸체 표면으로부터 뻗어있는 것을 특징으로 하고, 그 핀은 평면에 대해 이동하도록 척 몸체에 이동가능하게 연결되어 있는 기판 지지 시스템을 포함하고 있다. 결과로서, 입자상 오염물을 배제하지 못한 경우에도 기판 지지 시스템이 입자상 오염물의 존재로부터 초래되는 기판의 비편평도의 발생을 감소시킬 수 있다. 이는 기판의 충분한 편평도를 유지하면서도 입자의 존재를 수용하기 위해 이동될 수 있는 핀을 제작함으로써 달성된다. 이러한 실시예 및 다른 실시예는 이하에 보다 충분히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 리소그래피 시스템의 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 패터닝된 임프린트 층을 제작하도록 사용된, 도 1에 도시된 리소그래피 시스템의 개략 정면도;
도 3은 기판상에서 임프린트 층의 응고 후, 도 2에 도시된 주형 및 기판의 개략 단면도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 처킹 시스템에 사용된 척 몸체의 평면도;
도 5는 도 4에 도시된 선 5-5를 따라 취한 척 몸체의 단면도;
도 6은 도 5에 도시된 중립 상태의 핀 셀(60) 중 하나의 세부 단면도;
도 7은 도 6에 도시된 하중을 받는(loaded) 상태의 핀 셀(60) 중 하나의 세부 단면도;
도 8은 도 6에 도시된 핀 셀의 개략도;
도 9는 도 7에 도시된 핀 셀의 개략도;
도 10은 도 4 및 도 5에 도시된 척 몸체의 개략 분해 사시도;
도 11은 도 10에 도시된 척 몸체 영역의 세부 사시도;
도 12는 도 11에 도시된 기초 층 영역의 세부 사시도;
도 13은 도 12에 도시된 영역의 평면도;
도 14는 도 13에 도시된 선 14-14를 따라 취한 영역의 단면도;
도 15는 도 11에 도시된 핀 층 영역의 세부 사시도;
도 16은 도 15에 도시된 영역의 평면도; 및
도 17은 도 16에 도시된 선 17-17을 따라 취한 영역의 단면도.
도 1은 브리지(14)를 구비하는 한 쌍의 이격 브리지 지지대(12) 및 브리지 지지대(12) 사이에서 뻗어있는 스테이지 지지대(16)를 포함하고 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 리소그래피(10)를 도시하고 있다. 브리지(14)와 스테이지 지지대(16)는 이격되어 있다. 브리지(14)는 임프린트 헤드(18)에 연결되어 있고, 이 임프린트 헤드는 브리지(14)로부터 스테이지 지지대(16)를 향해 뻗어있다. 스테이지 지지대(16)상에는 임프린트 헤드(18)를 향하도록 이동 스테이지(20)가 배치되어 있다. 이동 스테이지(20)는 X축 및 Y축을 따라 스테이지 지지대(16)에 대하여 이동하도록 형성되고 또한 Z축을 따른 이동을 제공할 수 있다. 에너지원(22)이 시스템(10)에 연결되어, 화학 에너지를 발생시키고 이동 스테이지(20)에 작용한다. 도시된 바와 같이, 에너지원(22)은 브리지(14)에 연결되어 있다.
도 1 및 도 2 모두를 참조하면, 임프린트 헤드(18)는 패턴 주형(26)이 위에 구비된 형판(24)에 접속되고, 이 형판은 패터닝될 수 있고, 또는 평면이 아닐 경우 대체로 편평하게 될 수 있다. 전형적인 형판(24)이 미국 특허 6,696,220호에 도시되어 있다. 본 예에서, 주형(26)은 다수의 이격된 리세스(28) 및 돌출부(30)에 의해 형성되는 다수의 형상을 포함하도록 패터닝된다. 돌출부(30)는 폭(W1)을 갖고, 그리고 리세스(28)는 폭(W2)을 갖고, 이 폭 모두는 Z축에 대해 횡방향으로 뻗은 방향으로 측정된다. 상기 다수의 형상은 원형 패턴을 형성하고, 이 원형 패턴은 이동 스테이지(20) 상에 위치한 기판(32)으로 전사될 기본 패턴을 형성한다. 이를 위해, 임프린트 헤드(18)는 Z축을 따라 이동하여 패턴 주형(26)과 기판(32) 사이의 간격(d)을 변경시킬 수 있다. 이와 다르게는, 이동 스테이지(20)가 단독으로 또는 임프린트 헤드(18)와 함께, Z축을 따라 형판(24)을 이동시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 패턴 주형(26) 상의 형상은 기판(32)의 유동가능 영역 내에 눌려 찍힐 수 있고, 이는 아래에 보다 충분히 설명될 것이다. 에너지원(22)은 패턴 주형(26)이 에너지원(22)과 기판(32) 사이에 위치되도록 놓인다. 그 결과로서, 패턴 주형(26)은 에너지원(22)에 의해 생성되는 에너지를 대체로 통과시키는 재료로 제조된다.
도 2를 참조하면, 기판(32)은 선택적으로 응고될 수 있는 성형가능한 재료로 패터닝된다. 이를 위해, 다수의 이격된 이산 액적(38)으로 도시된, 중합가능 재료가 주형(26)과 기판(32) 사이에 배치된다. 중합가능 재료가 다수의 액적(38)으로 도시되었으나, 중합가능 재료는 스핀 코팅 기술 또는 윅킹(wicking) 기술을 포함한 다른 종래 기술을 사용하여 배치될 수 있다. 전형적인 윅킹 기술이 미국 특허 6,719,915호에 기재되어 있다. 중합가능 재료는 선택적으로 중합되고 가교결합되어 원형 패턴의 반대 패턴을 기판(32)에 기록할 수 있어서, 도 3의 임프린트 층(34)으로 도시된 기록 패턴이 형성된다. 그 후, 기판(32)에 원하는 패턴을 전사하도록 적당한 에칭 처리가 사용될 수 있다. 이 점에 있어서, 기판이라는 용어는 넓은 의미로, 본래의 산화물층을 가지거나 가지지 않은 베어 반도체 웨이퍼, 또는 예컨대 미주리주 롤라시의 브루어 사이언스 인코포레이티드(Brewer Science, Inc. of Rolla, Missouri)의 상표명 DUV30J-6으로 판매되는 재료로 형성된 프리머 층과 같은 선재(pre-exising) 층을 가진 베어 반도체 웨이퍼를 포함하는 것으로 사용된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 임프린팅 층(34)에 기록된 패턴은 기판(32) 및 패턴 주형(26) 양자와 액적(38)과의 기계적인 접촉에 의해 부분적으로 생성된다. 이를 위해, 간격(d)이 축소되어서 액적(38)이 기판(32)과 기계적으로 접촉하게 되고 그 결과, 액적(38)이 퍼져서 기판(32)의 표면(36)에 걸친 임프린팅 재료의 연속 형성물 상태로 임프린팅 층(34)이 형성된다. 일 실시예에서, 임프린팅 층(34)의 제 1 소부분(46)이 리세스(28) 내에 들어가 리세스를 메우도록 간격(d)이 축소된다.
본 실시예에서, 바람직한 간격, 통상적으로는 소정의 최소 간격(d)에 이른 후, 돌출부(30)와 포개어지는 관계인 임프린팅 층(34)의 제 2 소부분(48)이 남게 되고, 제 1 소부분(46)은 두께(t1)를 가지고 제 2 소부분은 두께(t2)를 가진다. 두께(t2)는 잔여 두께라고 부른다. 두께(t1 및 t2)는 용도에 좌우되는 어느 소정 두 께일 수 있다. 액적(38)을 포함한 전체 용적은, 원하는 두께(t1 및 t2)를 얻으면서, 패턴 주형(26)과 포개어지는 표면(36) 영역을 넘어가는 재료(40)의 양을 최소화하거나 또는 재료(40)가 표면(36) 영역을 넘어가는 것을 회피할 정도의 용적이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 원하는 간격(d)에 이른 후, 에너지원(22)은 중합성 재료를 중합시키고 가교결합시키는 화학 에너지(actinic energy)를 생성하여, 가교결합된 중합 재료로 층(34)을 형성한다. 특히, 층(34)은 패턴 주형(26)의 표면(50) 모양을 따르는 형상의 측부(36)를 가진 상태로 응고된다. 그 결과로서, 임프린팅 층(34)은 오목부(52) 및 돌출부(58)를 가진 상태로 형성된다. 임프린팅 층(34)의 형성 후, 간격(d)은 증가하여 패턴 주형(26)과 임프린팅 층(34)이 이격된다. 스텝 처리 및 반복 처리라고 인용되는 이 처리는 기판(32)의 다른 영역(미도시)을 패터닝하도록 몇 차례 반복될 수 있다.
도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 이동 스테이지(20)는 기판(32)을 지지하는 처킹(chucking) 시스템(57)을 포함하고 있고, 이 처킹 시스템은 림(62)으로 둘러싸인 다수의 핀 셀(60)을 가지는 몸체(58)를 포함하고 있다. 구체적으로 말하면, 몸체(58)는 림(62)으로 둘러싸인 표면(64)을 포함하고 있다. 핀 셀(60)은 표면(64)으로부터 뻗어있는 핀(61)을 포함하고 있다. 핀(61)은 평면(P)에 놓인 한 쌍의 이격된 접촉면(66)을 포함하고 있다. 림(62)의 정점면(68)은 평면(P)에 놓여있다. 기판(32)은 림(62)의 정점에 놓일 때, 표면(64)과 기판(32) 사이에 챔버(미도시)를 형성하고, 이때 핀(61)은 이 챔버(미도시) 내에 배치되어 있다. 펌프(미도시)가 챔버를 진공 상태로 하기 위해 챔버(미도시)와 유체 연통상태로 배치되어, 기판(32)의 주변부가 시일을 형성하는 림(62)에 대하여 견고히 유지될 수 있다. 시일로 둘러싸인 기판(32)의 나머지 부분은 핀(61)에 의해 지지된다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 하나 이상의 핀 셀(60)은 기판(32)과의 접촉 범위를 최소화하도록 설계된다. 그 결과, 하나 이상의 핀(61)은 크로스 부재(70)를 포함하는 T자 형상의 횡단면을 가지고 있고, 이 크로스 부재는 크로스 부재로부터 뻗어서 접촉면(66)에서 종결하는 한 쌍의 이격된 접촉 랜드(72)를 가지고 있고, 리세스(74)가 상기 접촉 랜드 사이에 형성된다. 리세스(74)는 바닥면(76)을 포함하고 있다. 바닥면(76)에 대향하여 배치된 크로스 부재(70)의 베이스 부(78)는 굽힘 스템(80)(flexure stem)에 의해 지지된다. 한 쌍의 대향 측부(82)가 베이스 부(78)로부터 뻗어, 접촉면(66)에서 종결한다. 측면 굽힘부(84)는 리세스(74)로부터 떨어져 있는 측면(82)으로부터 각각 뻗어있다. 구체적으로 말하면, 측면 굽힘부(84)의 각각은 측벽(86)과 측면(82) 사이에서 뻗어있다. 각각의 측벽(86)은 지지 영역(88)으로부터 뻗어서, 표면(90)에서 종결한다. 표면(90)은 기판(32)으로부터 이격되어 있고 본 실시예에서 바닥면(76)과 동일한 평면에 놓여 있다. 기초 영역(88)은 서로 마주보는 측벽(86) 사이에서 뻗어있다. 굽힘 스템(80)은 기초 영역(88)과 베이스 부(78) 사이에서 뻗어있다.
핀 셀(60)은 접촉 랜드(72)가 핀(61) 중 하나 위에 놓여있는 기판(32)에 의한 힘으로 동등하게 하중을 받도록 형성된다. 이러한 방식으로, 당해 핀 셀(60)이 받는 하중은 바닥, 즉 기초 영역(88)으로 전달된다. 그 결과 "등분포 정상 하중"을 지지할 때 핀 셀(60)의 각각은 보통의 핀형 척으로 작동한다. 그러나, 전형적인 핀형 척킹 기구와 다르게, 비등분포 하중하에서, 예를 들면 입자상 오염물이 기판(32)과 하나 이상의 접촉 랜드(72) 사이에 끼인 경우, 하나 이상의 핀(61)은 순응하게 된다. 구체적으로 말하면, 굽힘 스템(80) 및 측면 굽힘부(84)가 휘어져서, 핀(61)이 순응하게 된다. 이는 입자상 오염물의 존재를 막을 수 없는 경우 입자상 오염물(92)의 존재로 인한 기판(32)의 비편평도를 최소화한다. 이를 위해, 바닥면(76)과 접촉면(66) 사이에서 측정된 접촉 랜드(72)의 각각의 높이는 예상되는 입자상 오염물의 최대 치수만큼의 크기를 가지는 것이 바람직하다. 도 7에 보다 명확히 도시된 바와 같이, 접촉면(66)과 기판(32) 사이에 끼여있는 입자상 오염물(92)이 존재하는 경우, 크로스 부재(70)는 입자상 오염물로 인한 기판(32)의 비편평도가 발생하는 것을 막도록 이동한다.
이는 바람직한 핀(61)의 이동을 얻도록 각각의 핀 셀(60)의 여러 요소의 상대 굽힘 강성을 확립함으로써 부분적으로 이루어진다. 예를 들면, 굽힘 스템(80)의 굽힘 강성은 크로스 부재(70) 또는 측면 굽힘부(84) 중 어느 하나의 굽힘 강성보다 작다. 크로스 부재(70)의 굽힘 강성은 충분히 측면 굽힘부(84)보다 크다. 그 결과로서, 크로스 부재(70)는 강체로 간주된다. 전술한 바와 같은 구성 요소 사이에 상대 굽힘 강성을 확립함으로써, 크로스 부재(70)의 회전은 원격 축선(remote axis), 즉 크로스 부재(70)로부터 이격된 축선을 중심으로 발생한다. 도시된 바와 같이, 여러 개의 축(93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106 및 107)들은 원격 축선으로서 기능할 수 있고, 축(93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106 및 107)들 중에서, 하나의 지정된 핀(61)을 위한 축선은 입자상 오염물(92)의 사이즈 및 현재의 모양, 즉 굽힘 스템(80) 대 측면 굽힘부(84)의 설계 굽힘 강성비에 좌우된다.
도 8 및 도 9 모두를 참조하면, 입자상 오염물(92)의 존재로 핀(61)이 구부려질 때 기판(32)이 평면으로부터 벗어나는 뒤틀림을 방지함에 있어서 주요 고려 사항은 퍼텐셜 원격 축선이 알맞게 위치되는 것을 보상하는 것이다. 본 실시예에서, 퍼텐셜 원격 축선, 예를 들면 축(93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106 및 107)들 중 하나가 접촉 랜드(72) 사이에 놓이지 않는다. 퍼텐셜 원격 축선의 각각, 예를 들면 축(93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106 및 107)들이 입자상 오염물(92)을 가지지 않은 채, 접촉 랜드(72) 사이에 놓이고 측벽(86) 측에 근접한 것이 분명 바람직하다. 이러한 구성과 함께 접촉 랜드(72) 중 하나 위에 입자상 오염물(92)이 존재하면 핀(61)은 기판(32)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되고, 이때 입자상 오염물(92)과 원격 축선 사이에 배치된 나머지 접촉 랜드(72)는 입자상 오염물(92)이 존재하는 평면(P)을 넘어 기판(32)을 향해 위쪽으로 뻗지 않는다. 보다 상세하게는, 입자상 오염물(92)이 위에 있는 접촉 랜드(72)는 나머지 접촉 랜드(72)보다 더 큰 하중을 받게 된다. 전술한 바와 같이 입자상 오염물이 위에 있는 랜드(72)로부터 이격된 회전축을 중심으로 핀(61)이 회전함으로써, 입자상 오염물(92)이 존재함에 따른 핀 셀(60)의 컴플라이언스로 인하여 기판(32)이 평면으로부터 벗어나는 뒤틀림이 일어 나는 것이 회피된다.
도 1 및 도 10을 참조하면, 척 시스템(57)의 몸체(58)는 알루미늄, 스테인리스스틸, 실리콘, 탄화규소 등 또는 이러한 재료들의 복합물을 포함하는 재료로 제조될 수 있다. 본 실시예에서, 몸체(58)는 표준 반도체 공정을 사용하여 제조된다. 이를 위해, 몸체(58)는, 기반 층(110), 기초 층(112) 및 핀 층(114)으로서 도시된 세 개의 다른 층으로 형성된다. 기반 층(110)은 실리콘으로 형성된 몸체를 포함하고 있다. 기반 층(110)은 대향하는 표면(116 및 118)을 가지며, 이 표면 중 하나, 예를 들어 표면(116)이 평면은 아니지만, 대체로 편평하다. 관통로(120)는 기반 층(110)에서 중심에 배치되고, 대향하는 표면(116 및 118)들 사이로 뻗어있다. 관통로(120)는 어느 적당한 직경을 가질 수 있다. 본 예에서 관통로(12)의 직경은 약 3mm 정도이다. 기반 층의 직경의 일 예는 100mm이다.
기초 층(112)과 기반 층(110)이 최종 설치 위치로 놓일 때 기초 층(112)은, 관통로(120)와 포개어지는, 중심에 배치된 관통 구멍(121)을 포함하고 있다. 본 실시예에서 관통 구멍(121)의 직경은 약 2mm 정도이다. 전형적으로, 핀 층(114)을 향한 기초 층(112)의 전체 표면은 관통 구멍(121)이 있는 영역 및 핀 층(114)의 림(115)과 포개어지는 상태로 기초 층(112)의 가장자리에 위치되는 영역(119)을 제외하고는, 베이스 셀(122)로 덮여있다. 그러나, 8개의 베이스 셀(122)이 간단하게 도시되어 있다. 9개의 베이스 셀(122) 어레이의 상세한 배열은 영역(123)에 관하여 설명되고, 도 11는 및 도 12에 보다 명확히 도시된다.
도 11 및 도 12 모두를 참조하면, 각각의 베이스 셀(122)은 굽힘 스템(80), 굽힘 스템(80)이 배치되어 있는 보이드(125)로 도시된 동작 릴리프 영역, 및 리세스 영역(124 및 126)과, 보이드(125)의 각각으로부터 쌍을 이루어 뻗어있는 진공 채널(128)도 포함하고 있고, 상기 진공 채널의 인접한 쌍은 서로에 대해 직각으로 뻗어있다.
스템(80)은 방향(132)을 따라 구부려지게 되도록 제작된다. 이를 위해, 리세스 영역(126)이 굽힘 스템(80)의 양측에 배치되어 있고, 이 리세스 영역(126)의 각 측면에는 방향(132)을 따라 뻗어있는 한 쌍의 진공 채널(128)이 있다. 구체적으로 말하면, 리세스 영역(126)은 굽힘 스템(80)으로부터 멀어지는 방향으로 보이(125)로부터 각각 뻗어있는 상태로 굽힘 스템(80)의 양측에 배치된다. 리세스 영역(124)은 두 쌍으로 배치되고, 이때 이 두 쌍의 영역(124)의 각각은 굽힘 스템(80)의 양측에 배치된 상태이다. 각각 쌍으로 된 리세스 영역(124)의 각각은 그 쌍으로 된 나머지 리세스 영역(124)으로부터 떨어져 있는, 리세스 영역(126)의 하나에 인접하여 뻗은 진공 채널(128)의 하나로부터 뻗어있다.
바람직한 실시예에서, 방향(132)을 따라 측정된 굽힘 스템(80)의 폭(140)은 약 0.05mm 정도이다. 방향(134)을 따라 측정된 굽힘 스템(80)의 길이(141)는 약 0.3mm 정도이고, 굽힘 스템(80)이 방향(136)을 따라 기반 지지대(8)로부터 0.35mm의 거리(142)만큼 뻗어있다. 방향(136)을 따라 측정된 진공 채널의 높이에 대하여 횡방향으로 측정된 각각의 진공 채널의 폭(143)은 약 0.1mm 정도이다. 영역(124 및 126)은 예상되는 가장 큰 입자상 오염물보다 크지 않은 입자상 오염물에 따라 핀(61)이 구부려질 수 있고, 큰 입자상 오염물의 존재에 의해 발생된 힘을 받게 될 때에 핀(61)의 구조적인 완전성이 손상되지않도록 할 수 있을 정도로 충분히 오목하게 들어가 있다. 본 실시예에서, 영역(124 및 126)은 방향(136)을 따라 굽힘 스템(80)의 정점(153)에 대해 약 0.01mm 정도의 거리만큼 오목하게 들어가 있다. 방향(132)을 따라 측정된 핀 셀(60)의 폭(145)은 약 2mm 정도이고, 방향(134)을 따라 측정된 핀 셀(60)의 길이(146)는 약 2mm 정도이다. 서로에 대해 평행하게 뻗어있는 지정된 한 쌍의 인접 진공 채널(128)들 사이의 간격(147)은 약 0.3mm 정도이다. 보이드(125)로부터 방향(132)을 따라, 영역(126)이 굽힘 스템(80)의 길이(141)와 공존하도록(coextensive) 뻗어있는 상태에서 영역(126)의 폭(148)은 약 0.35mm 정도이다. 방향(134)을 따라 인접한 진공 채널(128)로부터 뻗어있는 영역(24)의 길이(149)는 약 0.3mm 정도이고, 방향(132)을 따라 측정된 폭(150)은 약 0.5mm 정도이다. 영역(124)의 각각은 방향(134)을 따라 뻗어있는 진공 채널(128)로부터 약 0.1mm 정도의 거리(151)만큼 이격되어 있다. 기초 층(112)의 두께(152)는 약 5mm 정도이다.
도 10을 참조하면, 핀 층(114)은 기초 층(112)과 공존하고 있다. 전형적으로, 랜드(115)라고 정의된 양각 부분이 핀 셀(60)을 둘러싸서 위치되는 핀 층(114)의 가장자리 영역을 제외하고는, 핀 층(114)의 전체 표면은 핀 셀(60)로 덮여있다. 그러나, 명료하게 하기 위해 9개의 핀 셀(60)이 도시되어 있다. 핀 층(114)은 기초 층(122)에 일체로 접합하기에 알맞게 되어있다. 예를 들면, 기초 층(112)의 영역(119)은 랜드(115)와 공존하고 있다. 영역(119)은 실리콘 융합 기술을 사용하여 랜드(115)와 겹쳐지도록 바닥 표면(156)의 영역에 접합되는 것이 전형적이다. 9개 의 핀 셀(60) 어레이의 상세한 배열이 영역(154)에 대해 설명되고, 도 15는 물론 도 11에 보다 명확히 도시된다.
도 11 및 도 15 모두를 참조하면, 핀 셀(60)의 각각은 크로스 부재(70)를 포함하고 있고, 이 크로스 부재는 방향(132)을 따라 뻗어있는 길이방향 축선(71)을 가지고 있고, 접촉 랜드(72)는 이 크로스부재의 양단부에 배치되어 있다. 또한, 각각의 핀 셀(60)은 접촉 랜드 중 하나(72)에 인접하게 배치된 측벽 굽힘부(84)를 포함하고 있다. 크로스 부재(70), 접촉 랜드(72) 및 굽힘부(84)는 핀 층(114)의 일부에 일체로 형성되고, 이 핀 층의 일부에는 대향하는 표면(155 및 156)들 사이로 뻗어있는 다수의 관통로를 형성함으로써 핀 셀(60)이 존재한다. 특히, 접촉 랜드(72)의 각각에는 한 쌍의 제 1 U자형 관통로(157)가 형성되어 있고, 이 관통로는 접촉 랜드(72)에 인접하게 배치된 기초 부(158)를 가지며 방향(134)을 따라 접촉 랜드(72)보다 더 많이 뻗어있고 기초 부(158)의 각 단부에 위치된 세리프 부(159)에서 종결한다. 세리프 부(159)는 접촉 랜드(72)로부터 멀어지는 방향으로 기초 부(158)로부터 뻗어있다.
한 쌍의 제 2 U자형 관통로(160)는, 크로스 부재(70)에 인접하게 위치되고 양 접촉 랜드(72) 사이에 뻗어있는 기초 부(161)를 포함하고 있다. 구체적으로 말하면, 기초 부(161)는 방향(134)에 대해서 횡방향인 방향(132)을 따라 뻗어있고, 기초 부의 각 단부는 제 1 세리프 부(162)를 가지고 있고, 이 제 1 세리프 부는 방향(134)에 대해 평행하고 크로스 부재(70)로부터 멀어지는 방향으로 베이스 부로부터 뻗어있고 한 쌍의 제 2 세리프 부를 형성한 제 2 세리프 부(163)에서 종결한다. 이러한 방식으로, 각각의 U자형 관통로(157)와 U자형 관통로(160) 사이에는 L자형 몸체로 형성된 굽힘부 부재(84)가 형성된다. 굽힘 부재(84)의 한 단부는 제 1 조인트(164)를 형성하는 접촉 랜드(72)에 인접한 크로스 부재(70)의 코너에 연결된다. 굽힘 부재(84)의 다른 부분은 제 2 단부에서 종결하는 제 1 조인트(164)로부터 뻗어있다. 직각형의 관통로(165)는 각각의 굽힘 부재(84)의 제 2 단부에 인접하지만 이것으로부터 이격된 상태로 배치되어, 제 2 단부에 인접한, 공간적으로 이격된 제 2 조인트(166)를 형성한다. 제 1 조인트(164)와 제 2 조인트(166) 사이에서 뻗어있는 굽힘 부재(84) 부분은 강체(167)를 형성한다.
도 15, 도 16 및 도 17을 참조하면, 바람직한 실시예에서, 방향(132)을 따라 측정된 크로스 부재(70)의 길이(170)는 약 1mm 정도이고, 방향(134)을 따른 그 폭(171)은 약 0.3mm 정도이다. 방향(132)을 따라 측정된 제 1 조인트(164)의 폭(172)은 약 0.05mm 정도이고, 방향(134)을 따라 측정된 그 길이(173)는 약 0.1mm 정도이다. 방향(132)을 따라 측정된 제 2 조인트(166)의 폭(174)은 약 0.05mm 정도이고, 방향(134)을 따라 측정된 그 길이는 약 0.1mm 정도이다. 방향(132)을 따라 측정된 강체(167)의 폭(176)은 약 0.3mm 정도이고, 방향(134)을 따라 측정된 그 길이(177)는 약 0.2mm 정도이다. 방향(132 및 134)을 따라 측정된 접촉면(66)의 폭(178) 및 길이(179)는 각각 약 0.2mm 정도이다. 방향(136)을 따라 측정된 천정면(76)으로부터의 접촉면(66)의 높이(180)는 약 0.05mm 정도이다. 방향(134)을 따라 측정된 기초 부(161)의 길이(181)는 약 0.1mm 정도이다. 방향(132 및 134)을 따라 측정된 핀 셀(60)의 폭(183) 및 길이(184)는 각각 약 2mm 정도이다.
척 몸체(58)는 다른 공지의 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 본 실시예에서, 척 몸체(58)는 표준 마이크로-제조 기술을 사용하여 실리콘 웨이퍼로부터 제조된다. 결과로서, 척 몸체(58)의 제조에 사용되는 대표적인 재료는 실리콘 및/또는 용융 실리카를 포함한다. 또한, 내마모성을 향상시키기 위해, 선택 표면, 예를 들면 접촉 랜드(72)는 질화 규소, 탄화 규소 등과 같은 경화 재료로 덮일 수 있다. 전형적으로, 기초 층(112)은 핀 층(114)과 별도로 제조되고 이어서 실리콘 용접과 같은 표준 기술을 사용하여 일체로 되어, 장치 층(200)을 형성한다. 그 결과, 진공 채널(128)과 보이드(125)는 관통로(160, 157 및 166) 및 관통로(120)와 유체 연통상태로 된다. 바람직한 기술에 있어서, 장치 층(200)과 기반 층(100)의 조립은 평면(155)을 광학적 평면과 마주보게 하고 장치 층(200)을 고정하기 위해 진공/정전기력을 가함으로써 이루어진다. 이런 식으로, 장치 층(200)의 비편평도를 없앨 수 없다면 감소시킬 수는 있다. 그 후 기반 층(110)을 마주보는 기초 층(112)의 표면(116) 중 어느 한 표면 또는 이 두 표면 모두에 접착제가 도포된다. 그 다음 장치 층(200)은 기초 층(100)에 접착된다. 표면(116)의 비편평도 때문에 생긴 장치 층(200)의 비편평도를 감소시키기에 충분한 양의 접착제를 공급하는 것이 바람직하다.
기판(32)에 소정의 측방향 강성을 제공하기 위해, 인접한 핀 셀(60)의 크로스 부재(70)의 길이방향 축선(71)이 직교 방향을 따라 뻗어있도록, 즉 이웃하는 핀 셀(60)이 서로에 대해 90도로 배향되도록 척 몸체(70)의 인접한 핀 셀(60)이 정렬된다.
전술한 본 발명의 실시예는 예시적인 것이다. 본 발명의 범위 내에 있으면서 전술한 개시 내용에 많은 수정과 변형이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 기반 층(110)이 생략될 수 있고 장치 층은 표준 정전기 및/또는 진공 처킹 장치와 함께 사용될 수 있다. 이런 식으로, 기존의 처킹 시스템은 기존의 처킹 시스템의 조작 특성을 상당히 향상시키는 장치 층(200)과 함께 개선될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상기의 설명으로 결정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구의 범위와 함께 모든 균등물에 의해 결정된다.

Claims (10)

  1. 몸체 표면을 가지는 척 몸체를 포함하고 있고, 평면으로 놓인 접촉면을 구비하고 있는 핀이 상기 몸체 표면으로부터 뻗어있고 상기 핀은 상기 평면에 대해 이동하도록 상기 척 몸체에 이동가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 지지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 핀은 상기 핀 상에 불균일하게 분포되는 하중에 따라 상기 평면으로부터 멀어지는 방향으로 이동하도록 상기 척 몸체에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 지지 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 핀은 컴플라이언스의 원격 중심을 중심으로 하여 회전하도록 상기 척 몸체에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 지지 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 핀은 상기 핀의 다른 영역이 받게 되는 하중보다 더 큰 하중을 받는 상기 핀의 한 영역으로부터 이격된 컴플라이언스의 원격 중심을 중심으로 하여 회전하도록 상기 척 몸체에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 지지 시스템.
  5. T자 형상의 핀이 뻗어있는 표면을 가지는 척 몸체를 포함하고 있는 것을 특 징으로 하는 기판 지지 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 T자 형상 핀은 상기 표면에 대해 이동하도록 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 지지 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 T자 형상 핀은 상기 핀 상에 불균일하게 분포되는 하중에 따라 소정 위치로부터 멀어지는 방향으로 이동하도록 상기 척 몸체에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 지지 시스템.
  8. 기판 지지 방법으로서:
    두 개의 이격된 몸체상에 상기 기판을 배치하는 단계; 및
    상기 두 개의 이격된 몸체 중 하나를 상기 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 이동시키는 단계는 상기 두 개의 이격된 몸체 모두를 서로 독립적으로 상기 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 이동시키는 단계가 공통의 핀 셀에 존재하는 불균일하게 분포된 하중에 따라 상기 두 개의 이격된 몸체 모두를 상기 기판으로부터 멀 어지는 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것에 의해 상기 두 개의 이격된 몸체가 상기 공통의 핀 셀 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법.
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