KR20120135413A - 기판 지지 구조물, 클램프 준비 유닛, 그리고 리소그래피 시스템 - Google Patents

기판 지지 구조물, 클램프 준비 유닛, 그리고 리소그래피 시스템 Download PDF

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Abstract

액체(11)의 모세관 층에 의해 표면(16) 위에 기판을 클램핑하기 위한 기판 지지 구조물(13). 표면은 외측 에지(28)를 구비하며 클램핑될 수용하기 위한 하나 또는 그 초과의 기판 지지 엘리먼트들(17)을 포함하며, 여기서, 하나 또는 그 초과의 기판 지지 엘리먼트들은 복수의 지지 로케이션들에서 기판에 대한 지지를 제공하도록 배열된다. 기판 지지 구조는 표면을 둘러싸고 실링 림을 형성하는 상단 면 또는 에지(22, 24, 26)를 구비하는 실링 구조(21)를 더 포함한다. 표면의 외측 에지와 지지 로케이션들 중 최외곽 지지 로케이션 사이의 거리(c)는 외측 에지와 실링 림 사이의 거리(d)보다 크다.

Description

기판 지지 구조물, 클램프 준비 유닛, 그리고 리소그래피 시스템{SUBSTRATE SUPPORT SRRUCTURE, CLAMP PREPARATION UNIT, AND LITHOGRAPHY SYSTEM}
본 발명은 그 표면 상에 기판을 클램핑하기 위한 기판 지지 구조물에 관한 것이다.
기판 지지 구조물, 예를 들어 웨이퍼 테이블의 표면의 위에 기판, 예를 들어 웨이퍼의 클램핑은 반도체 산업에 잘 알려져 있으며, 특히 리소그래피 시스템들에서 잘 알려져 있다. 이와 같은 리소그래피 시스템들에서, 클램핑된 기판은 이온들 또는 전자들과 같은 입사 광자 또는 하전 입자들(charged particles)에 노출시킴으로써 패턴이 생성된다. 클램핑은 기판 표면의 타겟 부분의 고정밀 패터닝의 실현을 가능하게 한다.
클램핑의 하나의 방법은 기판과 기판 지지 구조물 사이의 공기를 흡입 제거, 즉, 이들 사이에 진공을 생성하는 것이다. 그러나, 클램핑된 기판이 진공 환경에서 처리될 것이라면, 이러한 방법은 효과적이지 않을 것이다. 다양한 기타 솔루션들이 진공 환경에서, 예를 들어 전기기계적인 클램핑에 의해 기판을 클램핑하기 위해 존재한다. 그러나, 이러한 솔루션은 하전 입자들의 빔들에 클램프를 위해 사용된 전계들의 바람직하지 않은 영향으로 인해 하전 입자 리소그래피와 함께 사용하기에 적합하지 않다.
상기 문제점들을 회피하는 클램핑의 다른 방법은 기판이 기판 지지 구조물의 표면 위에 클램핑되도록 모세관 힘(capillary force)을 유도하도록 배열된 액체 층(liquid layer)을 이용하는 것이다. 한편으로는 기판 그리고 다른 한편으로는 기판 지지 구조물의 표면들에 액체의 부착은 주변에 연장되고, 이들 두 표면들 사이에 오목하게 연장되는 액체 표면을 생성한다. 비록 기판 지지 구조물 표면으로부터 기판을 제거하기 위해 힘이 인가된다고 하더라도, 그렇게 형성된 오목한 액체 표면은 자신의 형상을 유지하려는 경향이 있다. 액체 층은 기판이 과도한 수축 또는 팽창에 종속됨이 없이 보다 높은 열 부하들(heat loads)을 견딜 수 있도록 하기 위해 기판과 기판 지지 구조물 표면 사이의 열적 접촉을 강화할 목적에 더 기여할 수 있다.
그러나, 액체 클램핑 층을 사용한 클램핑은 여러 결점들로 인해 어려움을 겪는다. 클램핑 액체 층의 증발은 시간에 걸쳐서 클램핑 힘의 저하를 가져오며, 이것은 클램프의 유용한 수명을 제한다. 액체 층으로부터 증기의 누설은, 클램핑된 기판이 진공 환경 내로 도입되고 진공 챔버내로 누설되는 증기로부터 물 분자들이 리소그래피 프로세스에 해로운 오염물질들인 리소그래피 프로세스와 같은, 많은 애플리케이션들에 대해 문제가 또한 존재한다. 클램핑 액체로부터 증기의 응축은, 클램프의 수명을 감소시키는, 문제를 또한 일으킬 수도 있다.
본 발명의 목적은 이전의 방법들에서 겪게되는 문제들을 다루는 기판을 클램핑하기 위한 수단을 제공하는데 있다. 이러한 목적을 위해, 본 발명은 액체의 모세관 층에 의해 표면 위에 기판을 클램핑하기 위한 기판 지지 구조물을 제공한다.
표면은 외측 에지를 가지며 클램핑될 기판을 받아들기 위한 하나 또는 그 초과의 기판 지지 엘리먼트들을 포함하며, 여기서, 하나 또는 그 초과의 기판 지지 엘리먼트들은 복수의 지지 로케이션들에서 기판에 대한 지지를 제공하도록 배열된다. 기판 지지 구조물은 표면을 에워싸고 실링 림을 형성하는 상단(top) 면 또는 에지를 갖는 실링 구조를 더 포함한다. 표면의 외측 에지와 지지 로케이션들 중 최외곽 지지 로케이션 사이의 거리는 외측 에지와 실링 림 사이의 거리 보다 크다.
기판 지지 구조물은 실링 림과 최외곽 지지 로케이션 사이의 거리가 인접한 지지 로케이션들 사이의 최대 거리보다 크도록 디자인될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 표면의 외측 에지와 최외곽 지지 로케이션 사이의 거리는 외측 에지와 실링 림 사이의 거리보다 크거나 2배와 동일할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 실링 림과 최외곽 지지 로케이션 사이의 거리는 인접한 지지 로케이션들 사이의 최대 거리보다 크거나 또는 2배와 동일하다. 몇몇 실시예들에서, 표면의 외측 에지와 최외곽 지지 구조 사이의 거리는 인접한 지지 로케이션들 사이의 최대 거리보다 크거나 또는 2배와 동일하다. 실링 림은 기판 지지 엘리먼트들의 상단과 실질적으로 같은 높이로 배열될 수도 있다.
하나 또는 그 초과의 기판 지지 엘리먼트들은 상호 피치(mutual pitch)를 갖는 규칙적인 패턴으로 배열된 복수의 지지 로케이션들에서 기판에 대한 지지를 제공할 수도 있으며, 그리고 실링 림과 실링 림에 가장 가까운 지지 로케이션들 사이의 거리는 거리가 이러한 피치를 초과하지 않도록 배열될 수도 있다.
기판 지지 구조물의 수용 표면은, 클램핑 동안, 액체 클램핑 층에 미리 결정된 모세관 흐름을 유도하기 위해 상이한 모세관 포텐셜을 갖는 부분들을 더 포함할 수도 있다. 상이한 모세관 포텐셜을 갖는 부분들은 기판 지지 구조물의 수용 표면의 주변에 적어도 부분적으로 제공될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서 액체 클램핑 층 내 미리 결정된 모세관 흐름은 액체 클램핑 층의 주변을 향하는 방향일 수도 있으며, 그리고 몇몇 실시예들에서 액체 클램핑 층 내 미리 결정된 모세관 흐름은 기판 지지 구조물의 표면내 하나 또는 그 초과의 채널들 내에서 적어도 부분적으로 발생할 수도 있다.
상이한 모세관 포텐셜을 갖는 부분들은 모세관 포텐셜에서 차이를 제공하기 위해 클램핑 액체에 대해 상이한 높이 레벨들 및/또는 상이한 친연성(affinity) 및/또는 다른 표면 처리 또는 표면 재료 또는 표면 코팅을 가질 수도 있다. 기판 지지 구조물의 표면은 페리미터(perimeter)의 다수가 보다 높은 모세관 포텐셜을 갖는 반면에 하나 또는 그 초과의 미리 결정된 로케이션들에서 기판 지지 구조물 표면의 페리미터에서 보다 낮은 모세관 포텐셜을 갖는 부분을 포함할 수도 있다.
보다 낮은 모세관 포텐셜을 갖는 표면 부분의 적어도 일부는 하나 또는 그 초과의 채널들의 형태를 취할 수도 있으며, 그리고 하나 또는 그 초과의 채널들은 하나 또는 그 초과의 곡선 부분들을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서 하나 또는 그 초과의 채널들의 적어도 일부는 나선형의 형태를 취할 수도 있으며, 그리고 몇몇 실시예들에서 하나 또는 그 초과의 채널들의 적어도 일부는 구불구불한 형태를 갖는다. 하나 또는 그 초과의 채널들의 표면 영역은 기판 지지 구조물 표면의 25% 보다 적게 커버하도록 배열될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서 하나 또는 그 초과의 채널들의 표면 영역은 기판 지지 구조물의 표면 위에 동질적으로 확산된다.
수용 표면 둘레에 해자(moat)가 제공될 수도 있으며, 해자는 표면의 페리미터에서 보다 높은 계단형 부분을 포함한다. 기판 지지 엘리먼트들의 상단 면과 해자의 계단형 부분 사이의 높이 차이는 기판 기지 엘리먼트들의 높이보다 크거나 또는 2배와 동일할 수도 있다.
수용 표면은 복수의 격실들(compartments)을 형성하기 위해 상승 구조들(elevated structures)이 또한 제공될 수도 있으며, 상승 구조들의 높이는 기판 지지 엘리먼트들의 높이 보다 적을 수도 있다. 몇몇 실시예들에서 상승 구조들과 기판 지지 엘리먼트들 사이의 높이 차이는 적어도 1.5마이크론이다.
기판 지지 구조물은 또한 액체를 저장소에 저장하기 위한 액체 저장소를 포함할 수도 있으며, 그리고 증기 전달 시스템은 저장소 액체로부터 모세관 층으로 증기를 제공하기 위해 기판 지지 구조물의 수용 표면과 저장소를 연결한다. 저장소는 수용 표면의 아래에 연장될 수도 있으며, 그리고 저장소는 수용 표면의 아래에 위치된 보다 큰 부분과 수용 표면의 주위로부터 연장되는 보다 적은 부분을 갖는 공동(cavity)을 포함할 수도 있다. 저장소내 저장 액체의 저장을 위한 체적은 액체의 모세관 층의 체적보다 클 수도 있다. 몇몇 실시예들에서 저장소는 수용 표면으로부터 분리가 가능하다.
기판 지지 구조물은 수용 표면 주위에 있는 액체를 제거하기 위한 액체 제거 시스템을 또한 포함할 수도 있다. 액체 제거 시스템은 가스 분배 시스템을 포함할 수도 있다. 가스 분배 시스템은 가스를 제공하기 위해 적어도 하나의 가스 주입구, 그리고 가스 제거를 위한 적어도 하나의 가스 배출구를 포함할 수도 있다. 가스 분배 시스템은 서로에 대해 등거리 포지션들에서 복수의 가스 주입구들과 배출구들을 가질 수도 있다.
다른 양상에서, 본 발명은 기판 지지 구조물과 액체의 모세관 층에 의해 기판 지지 구조물의 표면 위에 클램핑된 기판의 조합에 관한 것이며, 표면은 기판을 받아들이고 하나 또는 그 초과의 지지 로케이션들에서 기판에 대한 지지를 제공하도록 배열된 하나 또는 그 초과의 지지 엘리먼트들을 포함한다. 기판 지지 구조물은 표면 둘레에 그리고 실링 림을 형성하는 상단 면 또는 에지를 갖는 실링 구조를 더 포함한다. 실링 림과 지지 로케이션들의 최외곽 로케이션 사이의 거리는, 기판의 클램핑 동안, 실링 림과 기판의 바닥 표면 사이의 갭을 감소시키거나 제거하기 위해 기판이 아래 방향으로 구부러지도록 충분히 크다.
기판의 클램핑 동안, 갭은 기판의 바닥 표면이 실링 림에 닿도록 감소될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 실링 림은 기판 지지 엘리먼트들의 상단과 실질적으로 같은 높이이다. 실링 림과 최외곽 지지 로케이션 사이의 거리가 인접한 지지 로케이션들 사이의 최대 거리보다 크거나 또는 2배와 동일하도록 배열될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서 모세관 액체 층의 주위와 최외곽 지지 로케이션 사이의 거리는 모세관 액체 층의 주변과 실링 림 사이의 거리 보다 크다.
수용 표면은, 클램핑 동안, 액체 클램핑 층 내에 미리 결정된 모세관 흐름을 유도하기 위해 상이한 모세관 포텐셜을 갖는 부분들을 더 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 액체 클램핑 층 내 미리 결정된 모세관 흐름은 액체 클램핑 층의 주변을 향하는 방향이며, 그리고 몇몇 실시예들에서 액체 클램핑 층 내 미리 결정된 모세관 흐름은 기판 지지 구조물의 표면내 하나 또는 그 초과의 채널들내 적어도 일부에서 일어난다.
본 발명의 원리는 다양한 방법들로 실행될 수도 있다는 것이 분명할 것이다.
본 발명의 다양한 양상들은 도면들에 도시된 실시예들을 참조하여 더 설명될 것이다.
도 1은 2개의 실질적으로 평탄한 구조들 사이의 클램핑 층을 개략적으로 예시하는 단면도이다.
도 2a는 클램핑 층에 의해 기판을 클램핑하기에 적합한 기판 지지 구조물의 단면도이다.
도 2B는 도 2a의 기판 지지 구조물의 상부도이다.
도 3은 클램핑 층의 외부 표면을 따라서 증발의 프로세스를 개략적으로 예시하는 단면도이다.
도 4A 와 도 4B는 실링 구조를 포함하는 기판 지지 구조물의 단면도들이다.
도 5는 기판 필링(peeling)의 개념을 개략적으로 예시한다.
도 6은 외부 주변들을 향하는 증기 방출의 개념을 개략적으로 예시한다.
도 7A 및 7B는 도 6과 비교할 때 기판 지지 엘리먼트들의 대안적인 배열의 효과를 개략적으로 예시한다.
도 8A 및 8B는 다른 모세관 포텐셜들을 개략적으로 예시한다.
도 9는 주변 림을 포함하는 기판 지지 구조물의 단면도이다.
도 10A-10C는 재클램핑의 개념을 개략적으로 더 예시하는 도 9의 기판 지지 구조물의 상부도들이다.
도 11A는 상이한 모세관 포텐셜의 영역들을 갖는 기판 지지 구조물의 상부도이다.
도 11B는 클램핑 층을 갖는 도 11A의 기판 지지 구조물의 상부도이다.
도 12는 나선형 채널을 갖는 기판 지지 구조물의 상부도이다.
도 13A, 13B는 보이드 형성(void formation) 및/또는 캐비테이션(cavitation)의 개념을 개략적으로 예시한다.
도 14는 보이드 인클로저(void enclosure)의 개념을 개략적으로 예시한다.
도 15는 격실들을 갖는 기판 지지 구조물의 상부도이다.
도 16A는 액체 클램핑 층을 이용한 기판 지지 구조물내 응축(condensation)을 개략적으로 묘사한다.
도 16B는 돌출부를 갖는 해자를 포함하는 기판 지지 구조물을 개략적으로 예시한다.
도 17A는 구불구불한 형상의 채널을 갖는 기판 지지 구조물의 상부도이다.
도 17B는 도 15의 기판 지지 구조물의 부분의 횡단면도이다.
도 17C는 기판 지지 구조물의 부분의 투시도이다.
도 18A는 저장소를 포함하는 기판 지지 구조물의 단면도이다.
도 18B는 저장소와 주변 림을 포함하는 기판 지지 구조물의 단면도이다.
다음은 본 발명의 다양한 실시예들의 상세한 설명으로, 도면들을 참조하여 예로서만 주어진다.
도 1은 제 1 기판(2), 예를 들어, 웨이퍼와 제 2 기판(3), 예를 들어, 웨이퍼 테이블과 같은 기판 지지 구조물 사이의 층(1)을 개략적으로 예시하는 단면도이다. 리소그라픽 프로세싱에 관련된 애플리케이션들에서 사용하기 위한 적절한 액체는 물이다. 도 1에 도시된 바와 같은 방법으로, 제 1 기판(2)과, 클램핑 층으로서 다르게 지칭되는, 액체 층(1)에 의해 함께 클램핑된 제 2 기판(3)을 포함하는 배열은 이후 "클램프"로서 지칭될 것이다.
클램핑 층의 두께가 일반적으로 매우 작으며, 그리고 이와 같은 경우들에서 모세관 힘들이 중요하기 때문에, 클램핑 층은 모세관 층으로서 또한 지칭될 수도 있다. 제 1 및 제 2 기판들(2,3)은 각각 실질적으로 평탄한 표면(5,6)을 갖는다. 제 1 및 제 2 기판들(2,3)의 마주하는 표면들(5,6) 사이의 공칭 거리는 높이 h로 주어진다. 클램핑 층(1)은, 또한 메니스커스(meniscus)로서 지칭되는, 외부 액체 표면(8)을 가지며, 이는 일반적으로 제 1 기판(2)과 제 2 기판(3)에 액체의 접착 연결로 인해 오목하게 형성된다. 물이 클램핑 액체로서 사용되는 경우에, H2O 분자의 2극성 배열로부터 발생하는 반데르 발스 힘들(Van der Waals forces)은 분자들이 서로에 대해(표면 장력) 그리고 다른 표면들에 대해(접착) 접합되도록 한다.
또한 메니스커스 곡률로서 지칭되는, 외부 액체 표면(8)의 오목함은 외부 액체 표면(8)과 제 1 기판(2)의 표면(5) 사이의 접촉 각도, 그리고 외부 액체 표면(8)과 제 2 기판(3)의 표면(6) 사이의 접촉 각도에 종속된다. 각각의 접촉 각도들은 2개의 기판들(2,3)의 물질 특성들 뿐만 아니라 클램핑 층(1)에서 사용된 액체에 종속된다. 더욱이, 메니스커스 곡률은 외부 액체 표면(8)에 걸쳐서 압력 차이를 제공한다. 보다 높은 메니스커스 곡률, 즉, 보다 오목한 외부 표면은 보다 높은 압력 차이를 제공한다. 실질적으로 평탄한 마주하는 표면을 갖는 2개의 구조들을 함께 유지하는 클램핑 층에 대한 보다 상세한 설명은 국제 특허 출원 WO2009/011574에 제공되며, 이는 그대로 본 명세서에 인용된다.
도 2a 및 2B는 도 1을 참조하여 기술된 바와 같은 방법으로 클램핑 층(11)에 의해 기판(12)을 클램핑하기에 적합한 기판 지지 구조물(13)의 단면도 및 상부도를 개략적으로 도시한다. 기판 지지 구조물(13)는 하나 또는 그 초과의 기판 지지 엘리먼트들(17)에 의해 제공된 표면(16)을 포함한다.
기판 지지 엘리먼트들(17)은 기판(12)과 기판 지지 구조물(13) 사이의 거리를 정의하고 유지하도록 배열된다. 이들은 도 2a, 2B에 도시된 바와 같이 옹이들(burls), 또는 하나 또는 그 초과의 리지들(ridges)의 형태를 취할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 복수의 스페이서들, 예를 들어, 글래스 그레인들, SiO2 그레인들 등이 기판 지지 엘리먼트들로서 기여하도록 표면(16) 위에 균일하게 뿌려질 수도 있다.
기판 지지 엘리먼트들(17)은 클램핑 층(11)에 의해 가해진 클램핑 힘에 의해 야기된 기판의 변형을 감소시키도록 배열될 수도 있다. 이들의 존재는 예를 들어 기판 바우(substrate bow)의 발생을 감소시킬 수도 있다. 더욱이, 기판 지지 엘리먼트들(17)의 존재는 기판(12)의 이면(15) 위 입자들에 의한 오염의 영향을 감소시킬 수도 있다.
기판 지지 엘리먼트들(17)의 피치는 클램핑 층의 클램핑 힘에 의해 야기된 최대 기판 편향에 대한 요구조건들 세트에 기초할 수도 있다. 기판 지지 엘리먼트(17) 당 접촉 표면은 접촉 표면이 인가된 클램핑 압력하에 변형 및/또는 파괴를 견디기에 충분하도록 된다. 바람직하게는, 접촉 엘리먼트의 에지들은, 예를 들어, 세척 동작들 동안 입자 오염의 가능성을 감소시키기 위해 둥글게 된다. 원형 접촉 영역을 갖는 옹이의 직경에 대한 전형적인 값은 10-500마이크론의 범위내, 예를 들어 200마이크론일 것이다. 복수의 옹이들의 피치에 대한 전형적인 값은 1-5mm의 범위내, 예를 들어 3mm의 범위내 일 것이다.
기판 지지 엘리먼트들(17)의 공칭 높이는 기판(12)과 기판 지지 구조물(13)의 표면(16) 사이의 거리를 결정한다. 게다가 공칭 높이는 획득가능한 클램핑 압력에 영향을 끼친다. 기판 지지 엘리먼트들(17)의 공칭 높이의 선택은 일반적으로 바람직한 클램핑 압력과 입자들에 의한 왜곡에 대한 합리적인 리스크 사이의 트레이드 오프일 것이다.
보다 낮은 높이는 일반적으로 획득가능한 클램핑 압력을 증가시킨다. 보다 높은 클램핑 압력은 일반적으로 클램프 안정성을 향상시킨다. 추가적으로, 보다 낮은 공칭 높이는 클램핑 층의 두께를 감소시키며, 그리고 결론적으로 기판(12)과 기판 지지 구조물(13) 사이의 열 전달을 향상시킨다.
다른 한편으로, 비록 많은 돌아다니는 입자들이 진공 시스템내에 존재하지 않는다고 하더라도, 기판 지지 구조물 표면 위에 이들의 출현은, 특히 이들의 크기가 기판 지지 엘리먼트들(17)의 공칭 높이를 초과한다면, 심각한 국부적인 불안정성들을 야기할 수도 있다. 결론적으로, 보다 높은 높이는 이와 같은 부정적인 영향에 직면할 가능성을 감소시킨다.
바람직한 클램핑 압력을 획득하기 위해 변할 수도 있는 기타 파라미터들은 기판(12)의 물질 특성들, 기판 지지 구조물(13)의 표면(16)의 물질 특성들, 표면(16)의 표면 영역, 기판 지지 엘리먼트들(17)의 형상 및 수, 기판 지지 엘리먼트 피치, 그리고 클램핑 층(11)을 형성하기 위해 사용된 액체의 타입을 포함한다. 특정 수단으로서, 기판(12)과 기판 지지 구조물(13)의 접촉 표면들 중 하나 또는 둘 다를 클램핑 층(11)을 형성하는 액체와 관련 접촉 표면 사이의 접촉 각도에 영향을 주기 위해 물질로 표면 처리되거나, 또는 코팅될 수도 있다.
기판 지지 구조물(13)의 표면(16)은 해자 또는 채널(19) 또는 유사한 구조에 의해 에워싸일 수도 있다. 해자(19)는 클램프를 설정하기 위한 프로시저에서 사용될 수도 있다. 이러한 목적을 위해, 해자(19)는 액체 조절 시스템 및/또는 가스 조절 시스템에 연결될 수도 있다. 클램프 설정의 프로시저에서 클램핑 액체의 공급, 초과 액체의 제거 그리고 드라이 가스의 분배를 포함하는 하나 또는 그 초과의 조치들(actions)이 해자(19)를 통해 수행될 수도 있다. 가스 분배 조치는 바람직하게는 클램프의 설정을 가능하게 하기 위해 초과 클램핑 액체의 제거를 더 가능하게 하도록 기판 지지 구조물 표면의 외부 표면의 주위를 따라서 드라이 가스를 분배하는 것을 포함한다. 비록 다른 가스들이 또한 사용될 수도 있다고 하더라도, 가스 분배 조치에서 사용하기에 적절한 드라이 가스들은 질소 및 아르곤과 같은 불활성 가스들을 포함한다.
액체 조절 시스템은 기판 지지 구조물 표면에 액체를 공급하도록 구성되고/되거나, 액체 층의 상단에 기판의 배치 후, 클램핑 층의 형성을 가능하게 하기 위해 기판 아래의 액체를 제거하도록 구성될 수도 있다. 액체의 외부 공급을 이용한 클램핑 층의 형성과 해자를 이용한 액체 제거 시스템에 관한 다른 상세한 설명는 세부 내용은 미합중국 특허 출원 제 12/708,543 호에 기술되며, 이의 내용은 그대로 참조로서 본 명세서에 포함된다.
차례로, 해자(19)는 클램핑 층(11)과 해자(19)로부터 주위 환경으로 증기의 누설을 제한하기 위해 실링 구조(21)에 의해 에워싸여질 수도 있다. 바람직하게는, 실링 구조(21)의 상측은 기판 지지 엘리먼트들(17)의 공칭 높이를 갖는 높이에 상응하는 레벨을 갖는다.
전술한 바와 같이, 해자(19)는, 예를 들어, 하나 또는 그 초과의 가스 주입구들(23)과 하나 또는 그 초과의 가스 배출구들(25)을 통해 가스 분배 시스템과 접촉할 수도 있다. 실링 구조(21)가 존재하면, 가스 흐름이 액체 층에 의해 제공된 기판 지지 구조물 표면(16)과 실링 구조(21) 사이에 설정될 수도 있으며, 따라서 점선 화살표들로 도 2B에 도시된 바와 같이 채널 흐름을 형성한다.
하나 또는 그 초과의 가스 주입구들(23)과 하나 또는 그 초과의 가스 배출구들(25)은 대칭 방식으로 해자(19)를 따라서 제공될 수도 있다. 도 2B의 실시예에서, 2개의 가스 주입구들(23)과 2개의 가스 배출구들(25)이 존재한다. 가스 주입구들(23)과 가스 배출구들(25)은 2개의 가스 주입구들(23)을 연결함으로써 형성된 제 1 가상 라인(27), 그리고 2개의 가스 배출구들(25)을 연결함으로써 형성된 제 2 가상 라인(29)이 서로에 대해 실질적으로 수직인 것과 같은 방식으로 위치될 수도 있다.
도면들에 도시된 몇몇 실시예들에서, 해자(19), 실링 구조(21), 또는 관련된 컴포넌트들이 도시되지 않는다. 그러나, 이들 실시예들은 이들 특징들을 또한 포함할 수 있으며, 게다가 해자 및/또는 실링 구조는 이들 특징들을 갖는 도시된 실시예들로부터 생략될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 3은 액체 클램핑 층(1)으로부터 증발 프로세스를 개략적으로 예시하는 단면도이다. 액체 층 인터페이스에서 이러한 증발, 즉, 오목한 액체 표면에서 증발은 클램프의 안정성에 부정적인 영향을 끼친다. 증발로 인해, 외부 액체 표면(8)의 포지션은 외부 액체 표면(8')을 형성하기 위해 새로운 포지션을 향해 안쪽으로 시프트될 수도 있다. 그러한 시프트의 결과로서, 액체 클램핑 층(1)에 의해 커버된 표면 영역이 감소되고, 따라서 표면들(2 및 3)을 함께 클램핑하기 위해 사용된 표면 영역이 감소된다. 결과적으로, 클램프의 안정성 및 강도가 감소된다. 클램핑 층(1)에 의해 커버된 표면 영역이 너무 작아지면, 클램프가 깨질 수 있으며 표면들(2 및 3)이 더 이상 함께 유지될 수 없다.
클램프 실패의 원인들을 조사하는 동안, 발명자들은 클램프의 깨짐을 유도하는 메인 메커니즘들 중 하나가 본 명세서에서 기판 필링(subscribe peeling)으로서 지칭된 메커니즘이라는 것을 인식하였다. 도 4는 기판 필링의 개념을 개략적으로 예시한다. 이론에 구속되기를 원하지 않지만, 액체 클램핑 층(11)의 외측 표면을 따라서 증발의 속도에 있어서 변화로 인해, 기판(12)의 에지가 액체 클램핑 층의 약화로 인해 보다 높은 증발을 갖는 포인트에서 기판 지지 구조물(13)로부터 들어올려져 없어지기 시작할 수도 있다는 것이 믿어진다. 리프팅의 움직임은 화살표(71)로 도 4에 개략적으로 표시된다. 이러한 필링으로 인해, 액체 클램핑 층(11)으로부터 (화살표(72)로 도시된)증기가 보다 쉽게 누설되어 없어질 수도 있다. 추가적으로, 액체 클램핑 층(11)의 외부 액체 표면(18)의 표면 영역이 증가되며, 이는 증발 속도의 증가를 초래한다. 더욱이, 로컬 필링은 클램핑 층(11)으로 하여금 필링이 발생하는 영역으로부터 더욱 약화되도록 하며, 다른 필링과 언클램핑을 초래한다. 이러한 방법으로, 로컬 필링은 클램프의 수명을 상당히 제한할 수도 있다.
클램프가 유지될 수 있으며 기판이 클램핑된 기판의 때때로 긴 프로세싱 동안 클램핑된 포지션에 유지되도록, 특히 리소그래피 관련 애플리케이션들에서 사용하기 위해, 클램프의 평균 수명을 연장하는 것이 바람직하다. 클램프의 수명은 다양한 수단들을 이용하여 연장될 수 있다. 예를 들어, 이들은 클램핑 액체 표면을 마주하는 주변 개구를 실질적으로 폐쇄하기 위해 클램핑 액체 주변에 실링 구조를 포함하는 단계, 기판과 실링 구조 또는 기판 지지 구조물의 표면 사이의 주변 개구의 실질적인 폐쇄를 성취하기 위해 기판에 대한 캔틸레버 배열(cantilever arrangement)를 제공하는 단계, 모세관 층 로컬라이제이션(localization)을 위해 상이한 모세관 포텐셜을 갖는 영역들을 포함하도록 기판 지지 구조물의 표면을 수정하는 단계, 그리고 클램핑 액체 둘레의 영역 내로 희생적인 증발을 위해 액체의 저장소를 포함하는 단계를 포함한다. 추가로, 기판 지지 구조물의 표면은 클램핑 액체 층 내 거품들의 전파(propagation)를 피하기 위해 격실들로 나누어질 수도 있으며, 그리고 해자는 클램핑 액체 층에 대한 방해를 피하기 위해 응축 방울들(condensation droplets)을 흡수하도록 계단형 부분을 갖는 표면의 페리미터 둘레에 사용될 수도 있다. 본 명세서에 보다 상세히 설명된, 이들 수단들은 단독으로 또는 서로에 대해 임의의 조합으로 사용될 수도 있다.
진공 환경에서 사용될 클램프에 대한 다른 이슈는 진공 내로 클램핑 액체의 과도한 누출을 피하는 것이다. 이것은 진공 챔버에서 수행되는 하전 입자 리소그래피와 같은 애플리케이션들에 대한 중요한 고려사항이며, 여기서, 챔버 내 과도한 물은 리소그래피 프로세스에 이롭지 않다. 실링 구조 및/또는 캔틸레버 배열의 사용은, 각각 홀로 또는 다른 수단들과 조합으로, 클램프의 수명을 연장할 뿐만 아니라 클램핑 액체 층으로부터 증기 누설을 감소시키기에 유익할 수 있다.
실링 구조
전술한 바와 같이, 실링 구조는, 전술한 클램핑 액체 둘레의 증기 제한 링-형상 구조 또는 림(21)과 같은, 클램핑 액체 표면을 마주하는 주변 개구를 실질적으로 폐쇄하기 위해 포함될 수도 있다. 도 4A는 높아진 림의 형태로 실링 구조(21)를 갖는 기판 지지 구조물(13)를 도시한다. 실링 구조의 상단 에지(22)는 바람직하게는 기판 지지 엘리먼트들(17)을 갖는 높이에 상응하는 레벨을 가지며, 따라서 실링 구조는 자신의 페리미터 근처 기판에 닿거나 또는 실링 구조와 기판 사이에 좁은 갭을 형성한다. 이와 같은 배열은 증기 누설을 감소시키기 위해 클램핑 액체 표면을 마주하는 주변 개구를 실질적으로 폐쇄하도록 기능할 수도 있다. 클램핑 액체 둘레에 에워싸인 공간의 형성(이 경우 림(21), 해자(19), 클램핑 액체(11), 그리고 기판(12)의 하단 면에 의해 형성된)은 클램프의 수명을 연장시키는데 또한 도움을 줄 수도 있으며, 클램핑 액체와 이의 증기가 부분 압력에 도달하도록 허용함으로써, 이에 의해 클램핑 액체로부터 증발 속도를 감소시킨다.
실링 구조(21)는 단단한 상단 면(22)을 포함할 수도 있거나, 또는, 예를 들어, 비톤(Viton) 또는 고무로 만들어진 O-링들 또는 C-링들과 같은 하나 또는 그 초과의 탄성적으로 변형가능한 엘리먼트들이 기판에 대해 증기를 봉인하는데 도움이 되도록 상단 면에서 사용될 수도 있다. O-링의 상단이 기판 지지 엘리먼트들의 레벨로 설정되도록 O-링(24)은 실링 구조에서 오목한 곳에 배치된 도 4B의 실시예에 도시된다. O-링은 반경 측, 예를 들어, 기판 지지 구조물(13)의 중심을 마주하는 반경 측에서 절개로 제공될 수도 있으며, 이에 의해 O-링은 과도한 힘이 없이 기판 기지 구조(13)와 기판(12) 사이에 압축될 수 있지만, 증기의 누설을 제한하기에는 충분하다. 대안으로 또는 추가적으로, 하드 리지 또는 나이프 리지(예를 들어 도 7B에 도시된 리지(26))가 외부 실링 링을 형성하기 위해 상방향으로 연장되는 실링 구조(21)의 상단 면에 형성될 수도 있다.
좁은 실링 림(즉, 실링 구조의 좁은 상단 면)은 입자들 또는 오염물들이 실링 림의 상단 면에 붙잡히고, 기판과 림 사이에 걸리고 이를 통해 증기가 누설될 수 있는 갭을 생성할 가능성을 감소시킨다. 그러나, 보다 넓은 실링 림은 증기 누설을 위한 보다 긴 탈출 경로를 생성하며, 증기의 탈출에 대해 보다 많은 저항을 제공한다. 따라서, 좁은 실링 림과 넓은 실링 림 사이에 트레이드-오프가 존재한다(예를 들어, 이하 기술된 도7A와 도 7B를 비교). 기판이 정확하게 접촉할 때, 보다 넓은 실링 림은 보다 긴 제한된 누설 흐름 경로를 생성하고, 봉인을 통해 누설되는 증기에 대한 흐름 저항을 증가시키고 누설 속도를 감소시킨다. 그러나, 넓은 실링 림은 작은 입자들에 대해 민감할 수 있는 영역을 또한 증가시키며, 기판과 실링 림 사이에 걸리면, 이는 기판과 누설 봉인의 국부적인 편향을 야기할 것이다. 따라서, 최적 실링 림은 환경의 청결함과 봉인을 방해하는 입자들의 확률에 종속된다.
실링 구조의 상단 면 또는 외부 실링 링의 상단 에지는 링과 기판의 하단 면 사이의 원하지 않는 갭들을 피하기 위해 매우 부드럽게 만들어질 수 있다.
바람직하게는 실링 구조(21)의 상단 면(22), 탄성적으로 변형가능한 엘리먼트들(24)의 상단 면, 또는 리지(26)의 상단 에지는 기판 지지 엘리먼트들의 상단의 레벨에 또는 아래에 위치된다. 기판 지지 엘리먼트들의 상단 위 상단 면 또는 에지는 모세관 클램프의 수명을 감소시키는 기판의 필링을 유도하는 경향이 있다.
기판에 대해 좁은 갭 또는 봉인을 성취하기 위해 전술한 바와 같이 실링 구조의 사용은 몇몇 문제점들을 갖는다는 것이 발견되었다. 증기압에 의해 야기된 리프팅 효과, 그리고 바우(bow)에 의해 야기된 갭들, 기판의 휘어짐 또는 변형은 이러한 배열로 보상되지 않는다. 더욱이, 실링 성능은 기판에 있어서 이와 같은 뒤틀림들의 예측할 수 없는 성질로 인해 예측할 수 없다. 더욱이, 증기의 특정한 공칭 누설은 통상적으로 이러한 디자인으로 존재할 것이다. 단단한 실링 구조는 기판에 대해 형성된 좁은 갭을 통해 공칭 누설을 허용할 것이며, 그리고 O-링 또는 C-링과 같은 변형가능한 실링 구조는 공칭 누설을 또한 허용하는 특정한 거칠음(약 100nm 또는 보다 큰)을 갖는다.
도 6은 기판 에지 리프팅 또는 바우로 인한 증기 누설을 개략적으로 예시한다. 액체 클램핑 층으로부터 증발된 증기는 점선 영역으로 표시된 바와 같이, 해자(19)를 포함하는 클램핑 액체 주변의 공간내에 방출된다. 이러한 공간내 압력이 특정한 임계값을 초과하면 기판의 나머지가 (하방향을 가리키는 화살표들로 표시된)아래쪽으로 잡아당겨지는 동안 기판은 (상방향을 가리키는 화살표들로 표시된) 약간 들여올려질 것이다. 기판과 실링 구조 사이의 갭이 증가되고 증기는, 화살표(74)로 개략적으로 표시된, 주변들로 "탈출"한다. 기판 에지의 이러한 리프팅과 갭의 확장은 또한 기판 내 바우 또는 기판 형상내 다른 뒤틀림 때문일 수도 있다. 이것은 매우 얇은 기판들이 포함될 때 특별한 문제일 수 있다.
이것은 진공 환경이 배열을 둘러쌀 때 특히 문제일 수도 있다. 감소된 압력 환경에서 수행된 리소그래피 애플리케이션들에서, 진공 환경 내로 증기 방출의 양을 최소로 유지하는 것이 바람직할 것이다.
캔틸레버 배열
캔틸레버 배열은 전술한 문제점들을 다루기 위해 사용될 수도 있다. 이것은 기판 지지 구조물의 표면(16)의 페리미터로부터 특정한 최소 거리로 기판 지지 엘리먼트(들)를 이격시킴으로써 기판의 에지에서 오버행(overhang)을 증가시킴으로써 성취될 수도 있으며, 따라서 기판은 클램핑 액체 표면을 마주하는 주변 개구를 실질적으로 폐쇄하기 위해 자신의 에지에서 아래쪽으로 움직이며 주변 환경을 향해 액체 클램핑 층으로부터 증발된 증기의 방출을 더 제한한다. 실링 구조는 기판에 대한 봉인을 개선하기 위해 기판의 페리미터에서 또는 근처에서 사용될 수도 있다. 이러한 수단은 기판 지지 구조물의 임의의 실시예들에 대해 사용될 수도 있다.
도 7A는 기판의 에지와 최외곽 기판 지지 구조물(17) 사이의 거리가 증가되도록 도 6의 표면의 외부 기판 지지 엘리먼트가 제거되는 상황을 개략적으로 예시한다. 결과적으로, 마지막 기판 지지 엘리먼트로부터 연장되는 기판 부분이 증가되며, 캔틸레버 부분을 형성한다. 기판의 이러한 캔틸레버 부분은 (하방향을 가리키는 화살표들로 도시된)모세관 클램핑 층에 의해 가해진 클램핑 힘으로 인해 실링 구조(21)를 향해 당겨지며, 클램핑 액체 둘레 공간내 증기압과 기판 내 바우로 인해 상방향 힘에 대항한다. 기판에서 처짐(sag)은 기판과 실링 구조 사이의 갭을 감소시키며 바람직하게는 갭을 실질적으로 폐쇄시키는 기판을 가져온다. 기판의 페리미터는 바람직하게는 실링 구조에 대해 힘이 주어지고, 기판에 몇몇 바우가 존재할 때 조차도 접촉을 보장하고 기판과 실링 구조 사이의 갭을 폐쇄한다. 따라서 캔틸레버 봉인은 실링 림으로부터 기판을 밀어내는 증기압의 힘에 대항하며, 그리고 기판 내 바우의 특정 양(포지티브이거나 네거티브)을 극복할 수 있으며, 봉인의 예측가능성을 상당히 증가시킨다.
효과적인 봉인을 생성하도록 기판의 주변 위에 충분한 하방향 힘을 발생하기 위해, 기판의 캔틸레버 부분이 충분히 커야 하며 캔틸레버 부분에 작용하는 클램핑 액체 층의 영역이 충분히 커야 한다. 이것은 클램핑 액체 층의 주변에 기판 지지 구조물(17)를 최외곽으로부터 충분히 큰 거리를 위해 배열함으로써 달성될 수도 있다(즉, 클램핑 액체 층의 외부 표면에 형성된 메니스커스의 포지션). 이것은 거리 "a"로서 도 7B에 예시된다. 캔틸레버 부분 아래의 커다란 클램핑 영역은 상응하게 커다란 하방향 힘을 가하며, 실링 구조(21) 또는 리지(26)의 실링 림에 대해 양호한 봉인을 형성하도록 기판을 아래로 잡아당긴다.
클램핑 액체 층의 메니스커스와 실링 구조 사이의 공간내 증기압은 자신의 주변 근처 기판에 대해 상방향 힘을 가할 것이다. 양호한 봉인을 형성하기 위해, 기판의 캔틸레버 부분에 대한 클램핑 층에 의해 가해진 하방향 힘은 증기압에 의해 가해진 상방향 힘에 대항하고 기판이 실링 림과 접촉하도록 할 만큼 충분히 커야한다. 이를 보장하기 위해, 캔틸레버 부분 아래의 클램핑 영역은 상방향 증기압에 노출된 기판의 영역과 비교하여 충분히 커야한다. 일 실시예에서, 거리(a)는, 도 7B에 거리 "b"로서 도시된, 클램핑 액체 층의 메니스커스로부터 실링 림까지의 거리 보다 충분히 커야 한다. 예를 들어 거리(a)는 거리(b)보다 2배 또는 2배를 초과하여 클 수도 있다. 이것은 캔틸레버 기판 부분에 대한 힘들의 균형이 하방향, 실링 림을 향해 바이어스되는 것을 보장한다.
클램핑 액체 층의 메니스커스의 포지션이 변할 수도 있기 때문에, 기판 지지 구조물의 지오메트리는 대안적으로 클램핑 표면(16)의 주변, 즉, (도 7B에 표시된)클램핑 액체 층이 형성되는 표면의 외측 에지(28)를 참조하여 정의될 수도 있다. 예를 들어, 외측 에지(28)는 (도 7B에 도시된 실시예에서와 같이) 해자(19)의 내벽의 방사상의 포지션, 주변 림(41)의 외측 에지(도 9) 또는 제 2 부분(52)(도 11A, 12), 계단형 부분(83)(도 16B, 17B)의 내벽, 채널들(43)(도 18A)의 내벽, 또는 클램핑 표면의 외측 에지를 생성하는 임의의 다른 구조에 의해 정의될 수도 있다. 따라서, 기판 지지 구조물은 바람직하게는 거리 "c"로서 도 7B에 예시된, 최외곽 기판 지지 구조물로부터 클램핑 표면(16)(외측 에지(28))의 주변까지 충분히 큰 거리를 갖는다. 유사하게, 거리(c)는 바람직하게는 거리 "d"로서 도 7B에예시된, 클램핑 표면(16)의 주변으로부터 실링 구조(21)의 실링 림 또는 리지(26)까지의 거리 보다 충분히 크다. 일 실시예에서, 그러한 거리(c)는 거리(d)보다 2배 또는 그 초과의 크기일 수도 있다. 이것은 캔틸레버 기판 부분에 대한 힘들의 균형이 하방향, 실링 림을 향해 바이어스된다는 것을 보장한다.
게다가, 실제 거리들(a 및 c)은 바람직하게는 기판의 캔틸레버 부분의 약간의 하방향 편향이 발생하도록 충분히 크며, 따라서 기판에서 임의의 바우 또는 워프(예를 들어, 기판의 주변 근처에서 상방향 편향)가 상쇄될 수 있다. 기판 지지 엘리먼트들(17)은 바람직하게는 지지 로케이션들 사이의 기판의 심각한 하방향 편향(처짐)을 피하기 위해 함께 충분히 가까운 로케이션들에서 기판에 대한 지지를 제공하도록 배열된다. 기판 지지 엘리먼트들은 규칙적인 패턴으로 배열될 수도 있으며, 지지 로케이션들 사이의 피치는 지지 로케이션들 사이의 기판에 심각한 처짐을 피하기 위한 크기를 갖는다. 몇몇 실시예들에서, 거리(c)는 지지 로케이션들 사이의 공칭 거리와 실질적으로 동일하거나 큰 반면에, 거리(d)는 이와 같은 공칭 거리와 실질적으로 동일하거나 보다 작다. 바람직하게는, 거리들(a 및 c)은 기판 지지 엘리먼트들의 지지 로케이션들 사이의 공칭 또는 최대 거리보다 충분히 크다. 예를 들어, 0.775mm 두께의 실리콘 기판에 대해, 지지 로케이션들 사이의 3mm 또는 보다 적은 피치가 사용될 수도 있으며 5mm 또는 보다 큰 거리(a)가 적절할 것이다. 일 실시예에서 거리(a 및/또는 c)는 기판 지지 로케이션들 사이의 최대 거리와 동일하거나 보다 크다.
기판의 캔틸레버 부분에 가해진 압력들은 최외곽 지지 로케이션의 포지션으로부터 작용하는 토크들(torgues), 아래쪽으로 작용하는 캔틸레버 부분 아래의 클램핑 힘 그리고 상방향으로 작용하는 증기압으로서 간주될 수도 있다. 클램핑 액체 층이 층의 주변 근처 임의의 로케이션에서 기판 지지 구조물의 중심을 향해 약해지면(예를 들어, 클램핑 액체의 증발로 인해), 하방향 클램핑 힘은 보다 작은 클램핑 영역과 짧아진 토크 암으로 인해 감소될 것이다. 그러나, 상방향 힘은 일정하게 남아있거나, 또는 증기로 채워진 메니스커스와 실링 림 사이의 보다 큰 영역으로 인해 증가할 것이다. 따라서, 충분한 봉인을 제공하기 위해 더 이상 충분한 하방향 압력이 존재하지 않도록 상방향과 하방향 힘들 사이의 균형이 시프트될 수도 있으며 증기 누설은 메니스커스를 재처리(retreating)하는 영역에서 증가할 수도 있다. 이하 기술된 클램프 로컬라이제이션 수단들이 메니스커스의 재처리의 발생을 방지하거나 감소시키기 위해 사용될 수도 있으며, 보다 길게 지속하고 보다 단단한 캔틸레버 증기 봉인을 가져온다.
기판의 하단 면과 실링 구조의 상단 면 사이의 접촉이 이루어지는 것과 더불어, 증기 봉인의 단단함은 두 표면들의 거칠음과 두 표면들 사이에 머무르게 될 수도 있으며 갭들을 생성할 수도 있는 입자들의 존재에 의해 제한된다. 기판이 접촉하는 실링 구조의 상단 에지는 기판과 실링 구조 사이의 원하지 않는 갭들을 피하고 (도 6에 화살표(74)와 비교하여 보다 작은 화살표(75)로 개략적으로 표시된)증기 누설 속도를 상당히 감소시키기 위해 매우 부드럽게, 바람직하게는 10nm 또는 보다 적게 감소된 거칠음 갖도록 만들어질 수도 있다.
실링 구조(21)는 (예를 들어, 도 4A 및 4B의 논의에서) 전술한 바와 같이, 예를 들어 딱딱한 표면(22) 또는 탄성적으로 변형가능한 엘리먼트들(24), 또는 실링 림을 형성하기 위해 도 7B에 도시된 바와 같이 실링 구조(21)로부터 상방향으로 연장되는 좁은 리지(26)에 의해 형성될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 도 7A에 도시된 바와 같은 넓은 실링 림과 도 7B에 도시된 바와 같은 좁은 실링 림 사이에 트레이드-오프가 존재한다. 기판이 실링 림과 정확히 접촉할 때, 보다 넓은 실링 림은 봉인을 통해 누설되는 증기에 대해 보다 높은 흐름 저항을 갖는 보다 긴 흐름 경로를 생성하지만, 또한 누설 봉인을 가져오는 기판의 로컬 편향을 야기하는 작은 입자들에 보다 민감할 수 있다. 따라서 실링 림의 최적 폭은 클램핑된 기판이 사용되는 환경의 청결에 종속된다.
바람직하게는 실링 림(즉, 실링 구조의 상단 면, 탄성적으로 변형가능한 엘리먼트들, 또는 좁은 리지)은 기판 지지 엘리먼트들의 상단과 거의 동일한 레벨, 또는 이 레벨 보다 약간 위 또는 아래에 포지션된다. 캔틸레버 배열에 의해 야기된 기판의 하방향 누름으로 인해, 상단 면 또는 에지의 포지셔닝과 관련하여 보다 많은 래티튜드(latitude)가 존재하며, 그리고 기판의 필링은 실링 구조가 기판 지지 엘리먼트들의 레벨 약간 위에 존재할 때 조차도 덜할 것이다. 게다가, 이하 기술된 주변 안티-필링 림의 포함은 이러한 필링이 발생할 가능성을 더 감소시키며, 그리고 보다 높은 실링 구조가 기판과 기판 지지 구조물 사이의 보다 큰 실링 힘을 유도하고 보다 나은 봉인을 제공하는데 유익할 수도 있다.
캔틸레버 봉인은 클램프 지속기간을 향상시키고 증기 누설을 감소시키며, 그리고 추가적인 클램프 준비 단계들을 요구하지 않는다. 이것은 또한 구현하기가 상대적으로 간단하고 저렴하며, 몇몇 다른 솔루션들과 달리, 기판 지지 구조물의 벌크를 증가시키지 않는다.
클램프 수명을 늘이고 증기 누설을 감소시키기 위해 본 명세서에 기술된 다른 수단들이 필요하지 않도록 캔틸레버 봉인은 충분할 수도 있다. 캔틸레버 봉인이 완벽히 작동하면, 증기 누설이 일어나지 않으며 모세관 층 로컬라이제이션과 같은 추가적인 수단들이 필요하지 않다. 그러나, 봉인이 (일반적인 바와 같이)불완전하면, 이하 기술된 기판 필링 메커니즘이 여전히 일어날 수도 있으며, 이는 하나의 로케이션에서 봉인을 파괴하고 클램핑 액체 층으로부터 증기 누설과 보다 빠른 증발을 허용한다. 따라서, 기판 필링을 최소화하고 클램프를 안정시키기 위해 이하 기술된 모세관 층 로컬라이제이션 및/또는 본 명세서에 기술된 다른 수단들을 추가적으로 이용하는 것이 바람직하다.
모세관 층 로컬라이제이션
전술한 바와 같이, 기판 지지 구조물의 표면은 민감한 영역들내 클램프를 강화시키기 위해 클램핑 액체의 움직임에 영향을 주도록 상이한 모세관 포텐셜을 갖는 영역들을 포함하도록 수정될 수도 있다. 모세관 포텐셜은 모세관 압력에 의해 액체를 끌어 당기기 위한 포텐셜로서 정의될 수 있다. 높은 모세관 포텐셜을 갖는 표면 부분은 클램핑 액체에 대해 끌리는 반면에, 보다 낮은 모세관 포텐셜을 갖는 표면 부분은 덜 끌린다. 이러한 특성은 증발하는 액체가 민감한 로케이션들에서 보충되는 것을 보장하기 위해 미리 결정된 방향으로 클램핑 액체의 흐름을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
특히, 발명자들은 상이한 모세관 포텐셜들을 갖는 부분들을 포함하는 표면에 의해 제공된 기판 지지 구조물이 평균적으로 보다 긴 시간의 주기동안 지속되는 클램프를 가져올 수 있다는 것을 발견하였다. 상이한 표면 부분들은 클램핑 층 내 예측가능한 모세관 흐름이 설정되도록 배열되어야 한다. 모세관 흐름은 낮은 모세관 포텐셜을 갖는 포인트에서 보다 높은 모세관 포텐셜을 갖는 포인트, 특히 높은 증발 속도를 갖는 외부 표면의 포인트로 클램핑 층 내에서 액체의 움직임에 의해 유도될 수도 있다. 특별한 환경들에 기초하여 모세관 흐름은 기판 지지 구조물의 표면 위 상이한 표면 부분들의 적절한 배열에 의해 예측가능한 방향으로 향할 수도 있다.
표면 부분의 캐릴퍼리 포텐셜은 여러 방향들에서 영향을 받을 수도 있다. 이러한 상세한 설명 전반에 걸쳐서, 발명의 실시예들은 상이한 높이 레벨들의 사용을 참조하여 기술될 것이다. 상이한 높이 레벨들의 사용은 상이한 모세관 포텐셜을 갖는 부분들을 획득하기 위한 확고한 방식(robust way)이다. 보다 낮은 높이 레벨을 갖는 표면 부분은 기판과 표면 부분 사이에 상대적으로 두꺼운 클램핑 액체 층을 수용할 것이다. 이러한 표면 부분의 모세관 포텐셜은 보다 높은 레벨과 상대적으로 얇은 클램핑 액체 층을 갖는 표면 부분과 비교하여 상대적으로 낮을 것이다.
표면 부분들에 대한 상이한 모세관 포텐셜들을 달성하는 다른 방식들은 각각의 표면 부분에 대한 상이한 물질들의 선택, 그리고 표면 부분들 위에 하나 또는 그 초과의 코팅들의 제공을 포함하지만, 표면 처리에 제한되지는 않는다. 물의 경우에, 예를 들어, 표면 부분은 실질적으로 친수성으로 제조될 수도 있거나, 또는 표면 부분은 실질적으로 소수성으로 제조될 수도 있거나, 또는 두 기법들이 조합될 수도 있다. 그 다음 표면에 인가된 물은 상대적으로 보다 친수성인 표면 부분들로 이끌릴게 될 것이다.
도 8A는 기판 필링의 개념을 도시한다. 이러한 경우에, 기판은 우측을 들어올리고, 이는 이러한 로케이션에서 클램핑 층(11)의 외부 표면을 확대한다. 기판(12)의 리프팅으로 인해, 보다 많은 증기가 들려진 기판 영역 근처 주변 진공 시스템내로 누설될 것이다. 증기의 손실을 보상하기 위해, 클램핑 액체의 증발이 증가한다. 더욱이, 기판 리프팅은 기판(12)의 들려진 영역 근처 외부 표면(22)의 스트레칭을 야기한다. 이러한 스트레칭은 메니스커스 곡률에 있어서 감소, 즉, 덜 오목한 외부 표면을 유도한다. 전술한 바와 같이, 덜 오목한 외부 표면은 표면에 걸쳐서 보다 작은 압력 차이에 상응한다. 증기압이 외부 표면을 따라서 거의 동일하게 유지됨에 따라서, 압력 차이는 클램핑 층(11) 내에서 일어난다. 도 8A에서, 우측 외부 표면의 클램핑 층 내 압력은 좌측 외부 표면에서 클램핑 층 내 압력보다 높을 것이다. 아니면, 즉, 좌측 외부 표면에서 모세관 포텐셜은 우측 외부 표면에서 모세관 포텐셜보다 높으며, 그리고 결과적으로, 모세관 흐름이 우측에서 좌측으로 클램핑 층 내에 유도되며, 흰 화살표로 개략적으로 표시된다. 이러한 모세관 흐름은 자신의 원래 포지션을 지키기 위해 좌측에서 외부 표면(18)을 이네이블할 수도 있다. 대안으로, 외부 표면(18')을 형성하기 위해 좌측 외부 표면이 미리 수축되었다면, 모세관 흐름은 외부 표면이 자신의 원래 포지션으로 복귀하는 것을 허용할 수도 있다. 수축과 복귀 작용은 이중 화살표로 개략적으로 표시된다. 도 8A에서 클램프의 우측에서, 모세관 흐름은 클램핑 층(11)의 외부 표면(22)이 화살표로 개략적으로 표시된 바와 같이 수축되도록 한다. 기판(12) 아래의 액체의 제거로 인해 클램핑 층(11)에 의해 커버된 영역이 감소한다. 우측에서 클램핑 힘의 부족은 클램프의 다른 저하를 가져오고 궁극적으로 클램프 실패를 초래할 수도 있는 기판(12)의 에지의 다른 리프팅을 야기할 수도 있다.
도 8B는 본 발명의 여러 실시예들에서 활용된 개념을 개략적으로 도시한다. 발명자들은 메니스커스 곡률에서 유사한 차이들이 상이한 높이 레벨들을 갖는 부분들을 포함하는 표면을 갖는 기판 지지 구조물(13)를 형성함으로써 유도될 수 있다는 것을 실현하였다. 도 8B에서, 엘리먼트(50)는 표면의 나머지와 비교하여 볼 때 상승된 높이 레벨을 갖는 기판 지지 구조물 표면의 일부를 나타낸다.
균형이 이뤄져, 좌측과 우측에 대해 메니스커스는 실질적으로 동일한 곡률을 갖는다. 증발의 결과로서, 양 측 위 외부 표면(18)은 약간 감소될 수도 있다. 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 엘리먼트(50)에 의해 커버된 영역 내 포지션들에서 기판(12)과 기판 지지 구조물(13) 사이의 액체 클램핑 층(11)의 높이는 엘리먼트(50)에 의해 커버되지 않는 포지션들에서 액체 클램핑 층(11)의 높이 보다 작다. 좌측에서 외부 표면(18)의 수축은 메니스커스 높이의 감소 및 메니스커스의 곡률의 증가를 가져올 것이다. 우측에서, 외부 표면의 수축은 메니스커스의 크기 및 형상에 상당한 영향을 끼치지 못한다. 결과적으로, 모세관 흐름은 (흰 화살표로 표시된) 도 8A를 참조하여 논의된 바와 같이 유사한 방식으로 유도된다. 모세관 흐름은 외부 표면(18)이 자신의 포지션을 회복하도록 좌측의 클램핑 층의 페리미터에서 액체의 보충을 허용하는 반면에, 우측에서 외부 표면은 보다 안쪽 포지션으로 포지션(22)으로부터 감소된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 기판(12)을 지지하는 기판 지지 구조물(13)의 단면도이다. 도 9의 기판 지지 구조물(13)는 주변 안티-필링 또는 클램프 로컬라이제이션 림(41)을 포함한다. 주변 림(41)은 기판 지지 구조물(13)와 기판(12) 사이에 보다 작은 거리를 제공한다. 도 1에서, 높이 h로 지칭된, 기판 지지 구조물(13)와 기판(12) 사이의 공칭 거리는 전형적으로 약 3-10마이크론 이다. 주변 림(41)과 기판(12) 사이의 거리는 전형적으로 500nm 내지 1.5마이크론의 범위내에 놓일 것이다. 바람직하게는, 주변 림(41)은 기판 지지 구조물(13)의 표면(16)에 제공된 접촉 엘리먼트들의 공칭 높이보다 1마이크론 적은 높이를 갖는다.
이론에 구속되기를 원하지 않지만, 주변 림(41)은 클램핑 층에 의해 제공된 기판 지지의 상부도들을 도시하는 도 10A-10C를 참조하여 기술된 방식으로 기판 필링을 제한하는 것으로 믿어진다. 비록 주변 림(41)의 존재가 도 9를 참조하여 논의되었지만, 이와 같은 주변 림(41)의 사용은 이러한 실시예에 제한되지 않으며 본 명세서에 기술된 임의의 다른 실시예들에 의해 사용될 수도 있다.
첫째, 액체가 외부 표면(8)으로부터 증발됨에 따라서, 외부 표면(8)은 주변 림(41)과 기판(12) 사이의 작은 갭으로 감소될 것이다. 균일하지 않은 증발로 인해, 외부 표면(8)은 도 10A에 개략적으로 도시된 바와 같이 안쪽으로 더욱 국부적으로 감소될 수도 있다. 주변 림(41)과 기판(12) 사이의 보다 작은 갭에 걸쳐서 압력 차이는 메인 클램핑 영역에 존재할 압력 차이, 예를 들어, 각각 약 1 bar 대 약 200mbar 보다 훨씬 크다. 즉, 주변 림(41)에서 모세관 포텐셜은 메인 클램핑 영역에서 모세관 포텐셜보다 높다. 증발로 인해 외부 표면(8)이 주변 림(41)의 내측면에 다다를 때, 표면은 기판(12)과 기판 지지 구조물(13) 사이의 보다 큰 거리와 부닥친다. 도 10B에 개략적으로 도시된 바와 같이 이러한 영역에서 보다 낮은 압력 차이는 작은 양의 액체가 주변 림(41)과 기판(12) 사이의 갭내로 흐르도록 한다. 도 10C에 도시된 바와 같이 주변 림(41)과 기판(12) 사이의 갭이 완전히 채워질 때까지 흐름이 지속될 것이다. 보이드(void)는 메인 클램핑 영역 내 좌측에 존재할 것이다. 보이드는 액체 층으로 완전히 둘러싸인다. 효과적으로, 증발로 인해 잃어버린 모세관 클램핑 영역은 안쪽으로 이동되었다. 외부 모세관 표면은 동일한 포지션에서 유지된다. 결과적으로, 기판 에지는 쉽게 벗겨지지 않을 것이며, 그리고 클램프 수명이 연장될 것이다. 필링을 피하거나 감소시킴으로써, 주변 림(41)은 갭을 도입을 피함으로써 또는 기판 지지 구조물의 페리미터에서 기판과 실링 구조 사이의 갭의 크기를 증가시킴으로써 증기의 누설을 또한 감소시킨다.
도 11A는 본 발명의 실시예에 따라 기판 지지 구조물의 표면(16)의 상부도를 개략적으로 도시한다. 명확히 하기 위해 존재할 수도 있는 몇몇 추가적인 구조들, 예를 들어, 다른 도면들에 도시된 기판 지지 엘리먼트들, 해자 및/또는 실링 구조는 도 11A에 도시되지 않는다. 이러한 실시예에서, 표면은 2개의 상이한 높이 레벨들의 부분들을 포함한다. 제 1 높이 레벨을 갖는 표면의 일부(상단 좌측에서 하단 우측으로 빗금 방향)빗금친 영역으로 표시되며, 이후 제 1 부분(51)으로서 지칭된다. 제 2 높이 레벨을 갖는 표면의 일부는 빗금치지 않은 영역으로 표시되며, 이후 제 2 부분(52)으로서 지칭된다.
제 1 부분(51)의 높이 레벨은 제 2 부분(52)의 높이 레벨보다 낮다. 액체 클램핑 층이 기판 지지 구조물 표면(16)의 상단에 형성되면, 제 2 부분(52)의 상단 위 액체 클램핑 층의 두께는 제 1 부분(51)의 상단 액체 클램핑 층의 두께보다 작을 것이다, 예를 들어, 각각 2-4마이크론, 바람직하게는 3마이크론, 대 3-10마이크론, 바람직하게는 5마이크론.
도 11B는 (하단 좌측에서 상단 우측으로 빗금을 갖는 빗금쳐진 프로파일로 개략적으로 표시된)클램핑 액체 층에 의해 커버된 도 11A의 기판 지지 구조물 표면(16)의 상부도를 개략적으로 도시한다. 명확히 하기 위해, 기판은 도시되지 않는다. 액체 클램핑 층의 외부 표면은 주로 보다 높은 레벨을 갖는 기판 지지 구조물 표면(16)의 부분, 즉, 제 2 부분(52)을 접촉한다. 그러나, 단일 포지션, 즉, 참조 번호(54)로서 표시된 포지션에서, 외부 표면은 보다 낮은 레벨을 갖는 표면(16)의 부분, 즉, 제 1 부분(51)과 접촉한다. 도 8B를 참조하여 설명된 바와 같이, 외부 표면의 수축은 이러한 갭 포지션에서 집중될 것이며, 희생적인 갭(scarificial gap)으로서 달리 지칭된다.
도 11B에서, 클램핑 액체의 외부 표면은 채널(25)내 커다란 검은 화살표의 방향으로 수축중이다. 도 8A, 8B를 참조하여 설명된 바와 같이, (도 11B에서 흰 화살표들로 개략적으로 도시된)모세관 흐름은 클램핑 층 내에 유도된다. 모세관 흐름은 제 2 부분(52)과 접촉하는 페리미터에서 증발(작은 검은 화살표들)로 인한 클램핑 액체 층의 외부 표면의 수축을 제한하기 위해 제 2 부분(52)과 접촉하는 액체 클램핑 층의 외부 표면으로 액체의 공급을 허용한다.
제 1 부분(51)의 높이 레벨과 제 2 부분(52)의 높이 레벨 사이의 높이 차이는 흐름 저항이 모세관 압력 차이들에 의해 극복될 수 있도록 존재한다. 더욱이, 제 2 부분(52)과 접촉하는 클램핑 층의 페리미터에서 외부 표면의 수축을 방지하기 위해, 모세관 흐름의 흐름 속도는 흐름 속도가 클램핑 층의 외부 표면에서 클램핑 액체의 증발 속도에 보조를 맞출 수 있도록 배열될 수도 있다.
특정한 미리 결정된 로케이션들, 즉, 제 1 부분(51)과 접촉하여 위치된 외부 표면의 로케이션들에서 외부 표면의 수축을 허용하며, 그리고 외부 표면의 나머지, 즉, 제 2 부분(52)과 접촉하는 외부 표면의 로케이션들로부터 클램핑 액체의 증발에 대해 보상함으로써, 액체 클램핑 층의 외부 표면의 대다수는 클램핑 프로세스동안 제자리에 유지된다.
이러한 실시예에서 채널(55)은 클램핑 층의 페리미터에서 외부 표면으로부터 증발에 의해 잃어버린 액체를 보충하기 위해 액체의 희생원으로서 작용한다. 액체는 모세관 흐름에 의해 채널로부터 끌어 당겨지며, 그리고 액체는 기판 지지 구조물의 페리미터 근처 제 1(보다 높은) 부분(51)에서 액체를 보충하기 위해 제 2(보다 낮은) 부분(52) 위를 흐른다. 보다 많은 증발이 일어남에 따라서, 채널내 액체의 외부 표면은 채널의 길이를 따라서 감소되고, 점진적으로 페리미터 근처 제 1 부분(51)에서 클램핑 층을 보충하기 위해 채널을 비운다. 결과적으로, 클램프 수명이 연장될 수 있다.
하나 또는 그 초과의 희생적인 갭들(54)의 로케이션 및 수와 마찬가지로, 제 1 부분(51)과 제 2 부분(52)의 분배의 디자인은 클램프 수명이 어느 정도까지 연장될 수 있는지 결정할 수도 있다. 도 11A, 11B에 도시된 디자인은 보다 낮은 높이 레벨을 갖는 기판 지지 구조물의 페리미터를 따라서 단일 로케이션, 즉, 희생적인 갭을 개발하기 위한 단일 옵션을 도시한다. 단일 희생적인 갭을 통해 클램핑 층의 외부 표면의 수축만이 존재하는 시간을 늘이기 위해, 제 1 부분(51)은 채널(55)의 형태를 취하는 부분을 포함한다. 바람직하게는, 이와 같은 채널의 폭은 기판 지지 엘리먼트들, 예를 들어, 옹이들(burls)의 피치보다 작을 것이다. 예를 들어, 옹이들의 피치가 약 3mm일 것이라면, 채널의 폭은 약 0.5-3mm, 예를 들어, 1.5mm일 수 있다.
클램프의 수명을 더 늘리기 위해, 채널은 곡선 부분을 포함할 수도 있다. 심지어 다른 실시예에서, 채널은 나선형의 형태를 취할 수도 있으며, 이의 예가 도 12에 개략적으로 도시된다. 이와 같은 채널의 길이는 매우 클 수 있다. 예를 들어, 300mm의 직경을 가지며, 그리고 전체 영역의 20%의 액체 클램핑 층 내 허용가능한 보이드 영역을 갖는 기판의 경우에, 1.5mm의 채널 폭을 갖는 채널은 6000mm의 길이에 다다를 수 있다. 이와 같은 긴 채널 길이는 증발이 클램핑 층의 외부 표면에서 특정한 미리 결정된 로케이션에서 발생하는 주기를 증가시킨다.
도 11A, 11B의 실시예에서, 채널은 보다 낮은 높이 레벨을 갖는 페리미터를 따라서 미리 결정된 로케이션(54)으로부터 연장된다. 미리 결정된 로케이션(54)은 초기에 설정된 바와 같이 클램핑 층의 외측면이 채널을 접촉하도록 위치된다.
도 12의 실시예에서 채널은 기판 지지 구조물 표면의 페리미터에서 시작하지 않고, 이들로부터 약간 방사상으로 안쪽으로 로케이션에서 시작한다. 이와 같은 포지션은 자신의 외측면이 또한 기판 지지 구조물 표면의 페리미터로부터 작은 방사상의 거리에 위치되도록 액체 클램핑이 안정되도록 허용한다. 결과적으로, 후에 논의될, 응축과 관련된 영향 뿐만 아니라 에지 영향들이 감소될 것이다.
비록 도 11A, 11B가 단일 희생적인 갭에 의해 제공된 표면을 갖는 실시예들을 묘사한다고 하더라도, 다중 희생적인 갭들의 개발을 허용하는 기판 지지 구조물의 표면 디자인들이 가능하다. 보다 많은 희생적인 갭들, 예들 들어, 클램핑 층의 외부 표면의 주변을 따라서 서로 동일하게 이격된 3개의 갭들의 생성은 액체가 공급되는 클램핑 층의 외부 표면을 따라서 수축하는 표면의 포지션과 로케이션들 사이의 모세관 흐름 거리를 감소시킨다. 결과적으로, 액체 클램핑 층의 외부 표면이 이들 로케이션들에서 자신의 포지션을 유지하도록 제 2 부분(52)의 상단에 위치된 외부 표면에 액체를 재공급하기 위한 모세관 흐름을 유도하기 위해 요구된 구동력이 감소될 수도 있다.
2개의 상이한 높이 레벨들을 포함하는 표면을 갖는 기판 지지 구조물들을 모델링하는 실험들은 하나 또는 그 초과의 채널들에 관련된 보다 낮은 높이 레벨을 갖는 표면 부분의 비율을 액체 클램핑 층의 전체 영역의 25%보다 적게, 바람직하게는 20%보다 적게 커버하는 표면 영역으로 제한하는 것이 유익하다는 것을 보여주었다. 하나 또는 그 초과의 채널들이 보다 많은 공간을 커버하면, 상이한 높이 레벨들을 갖는 기판 지지 구조물 표면의 사용에 의해 야기된 개선된 클램핑 성능이 감소될 수도 있다.
기존에 존재하는 거품들이 액체 클램핑 층을 준비하기 위해 사용된 클램핑 액체에 존재하면, 진공 환경 내로 클램프의 도입은 도 13A 및 13B에서 개략적으로 증명된 바와 같이 클램핑 층 내에 이와 같은 거품들의 팽창을 초래할 것이다. 주위 압력이 클램핑 액체가 물인 경우에 액체 클램핑 층의 외부 표면의 주변들에서 증기압에 대한 전형적인 값, 예를 들어, 1 bar에서 20-40mbar로 감소하면, 도 13A에 도시된 바와 같이 초기에 작은 거품(61)의 크기는 도 13B에 도시된 바와 같이 여러 크기의 순서들로 성장할 수 있다. 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 도 13B에서 거품(61)의 크기의 거품은 클램핑 세기에, 적어도 국부적으로, 심각한 영향을 끼칠 수도 있으며, 클램프의 안정성에 부정적인 영향을 끼칠 수도 있다.
클램프 불안정성을 초래할 수도 있는 다른 메커니즘은 자연발생적인 보이드 형성이며, 예를 들어 액체 캐비테이션 또는 클램핑 층 내 유용성 가스 투하(dissoved gas precipitation)에 의해 야기된다. 클램프가 진공 환경 내로 운반되어지면 캐비테이션에 의해 형성된 보이드들은 이전에 존재한 거품들에 대하여 앞서 논의된 바와 같이 유사한 방식으로 성장할 수도 있다. 결과적인 보이드들은 클램프 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
도 2a에 도시된 것처럼 기판 지지 구조물(13)의 실시예들은 캐비테이션 영향들이 최소화되는 것과 같은 방식으로 디자인될 수도 있다. 이론에 구속되기를 원하지 않지만, 공동들에 대한 민감한 반경이 존재한다는 것이 이해된다. 공동의 반경이 이러한 민감한 반경보다 커지면, 공동은 광범위하게 성장할 수도 있다. 이러한 민감한 반경보다 작은 가장 작은 치수, 즉, 두께 h를 갖는 클램핑 층의 형성을 가능하게 하는 기판 지지 구조물(13)를 디자인함으로써, 캐비테이션이 크게 제한될 수도 있다. 실험들은 3-10마이크론의 순서로 최대 두께 h를 갖는 물의 클램핑 층이 경험 캐비테이션을 나타내지 않는다는 것을 보여주었다.
격실들
도 14는 몇몇 실시예들에서 사용될 수도 있는 보이드 인클로저의 개념을 개략적으로 예시한다. 이들 실시예들에서, 표면은 복수의 격실들을 형성하기 위한 상승 구조들(63)에 의해 더 제공된다. 작은 거품(61), 예를 들어 도 10A에 도시된 바와 같은 거품이 클램핑 층의 준비 동안 존재하면, 도 10B에 도시된 바와 같이 주변 압력 감소로 인해 커다란 보이드를 향해 팽창하는 대신에, 거품(61)의 팽창은 상승된 구조들(63)에 의해 제한될 수도 있다. 그 다음 팽창된 거품의 최대 크기는 거품을 둘러싸는 격실의 크기에 의해 결정된다. 추가적으로, 거품(61)의 팽창을 제한하는 것 이외에, 상승된 구조들(63)에 의해 형성된 격실은 거품(61)을 가두도록 배열될 수도 있다. 거품의 움직임을 방지하는 것은 클램프의 안정성을 향상시킬 수도 있다. 상승된 구조들(63)의 존재와 더불어, 따라서 자연발생적인 보이드 개발 및/또는 캐비테이션의 영향은 더 감소될 수도 있으며, 이는 클램프의 향상된 신뢰성 및 안정성을 이끌 수도 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 지지 구조물의 상부도이다. 이러한 실시예에서, 도 12에 도시된 실시예와 유사하게, 보다 낮은 높이 레벨을 갖는 부분(51)의 적어도 일부는 나선 형상의 채널의 형태를 취한다. 도 12에 도시된 실시예와 대조적으로, 나선 형상은 보다 낮은 높이 레벨을 갖는 표면 부분(51)이 기판 지지 구조물 표면(16) 위에 동질적으로 뿌려진다. 더욱이, 표면(16)은 도 14를 참조하여 기술된 바와 같은 방식으로 거품들의 제한을 허용하기 위해 격실들(65)을 형성하는 상승된 구조들에 의해 제공된다.
계단형 해자
도 16A는 액체 클램핑 층을 이용하는 기판 지지 구조물에서 응축에 의해 야기된 영향을 개략적으로 묘사한다. 응축은 증기가 자신의 이슬점으로 냉각될 때 일어난다. 이슬점은 온도, 체적 및 압력과 같은 파라미터들에 종속된다. 외부 클램핑 표면(18)을 에워싸는 해자를 따라서 영역(19)내에 존재하는 증기는 기판(12)의 온도가 증기 온도보다 충분히 냉각되면 기판(12) 위에 응축될 수도 있다. 따라서 형성된 응축 방울(81)은 점선 화살표들로 개략적으로 묘사된 바와 같이 기판 표면을 따라서 움직일 수도 있다. 응축 방울(81)이 클램핑 층(11)의 외부 표면(18)을 향해 움직이면, 방울(81)은 클램핑 층 내에 액체 용량의 증가를 가져올 클램핑 층(11)에 의해 흡수될 수도 있다. 증발을 참조하여 논의된 바와 같이, 추가된 액체는 클램핑 층 전반에 걸쳐서 동등하게 확산될 것이다.
그러나, 클램핑 층이 양 사이들에서 동일한 오목한 표면을 갖는 외부 표면을 가지면, 그리고 흡수되는 방울이 충분히 크면, 액체의 동등한 확산은 일시적으로 기판을 국부적으로 변형시킬 수도 있다, 즉, 파(wave)가 기판 아래로 움직일 수도 있으며 따라서 기판이 반응할 수도 있다.
응축 방울 흡수의 결과로서 이와 같은 일시적이고 국부적인 변형을 제한하기 위해, 기판 지지 구조물(13)의 표면(16)은 도 16B에 개략적으로 도시된 바와 같은 방식으로 수정될 수도 있다. 기판 지지 구조물(13)는 약간 보다 낮은 높이를 갖는 표면의 주변에서 계단형 부분(83)을 포함한다. 표면의 나머지는 도 16B에 도시된 바와 같이 단일 높이 레벨을 가질 수도 있지만, 상이한 높이 레벨들을 갖는, 예들 들어 도 11A, 11B, 12, 15 및 17A에 도시되고 도 11A, 11B, 12, 15 및 17A를 참조하여 논의된 바와 같이 컨투어들(contours)을 갖는 부분들을 또한 가질 수도 있다.
보다 낮은 계단형 부분(83)의 존재로 인해, 방울을 흡수할 때, 클램핑 층의 외부 표면은 층이 보다 큰 두께를 갖는 영역으로 확대된다. 결과적으로, 방울의 흡수에 의해 야기된 액체의 흐름이 축축해질 것이다. 가장 낮은 계단형 부분을 커버하는 동안 클램핑 층의 메니스커스 곡률이 액체 클램핑 층의 외부 표면을 따라서 다른 로케이션들에서 메니스커스 곡률과 비교하여 감소됨에 따라서, 도 16A에 도시된 바와 같이 포지션을 향해 외부 표면의 수축을 허용하는 모세관 흐름이 유도될 것이다. 이러한 댐핑으로 인해, 도 16A를 참조하여 논의된 바와 같이 기판(12)의 일시적인 국부 변형들이 제한될 것이다.
실험들은 계단형 에워싸는 부분(83)의 높이 레벨과 메인 클램핑 표면 사이의 적절한 높이 차이가 기판 지지 구조물들(17)의 공칭 높이에 상응한다는 것을 보여주었다. 즉, 기판 지지 구조물들(17)의 높이와 에워싸는 부분(83)의 깊이는 바람직하게는 동일하다. 에워싸는 부분(83)은 기판 지지 구조물의 실시예들 중 임의의 실시예에 대해 클램핑 액체를 버퍼링하기 위해 사용될 수도 있다.
구불구불한 채널
도 17A는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 지지 구조물의 상부도이다. 이러한 실시예에서, 앞선 실시예들을 참조하여 이미 논의된 다수의 특징들이 조합된다. 도 17B는 도 17A의 기판 지지 구조물의 부분의 단면도이며, 도 17C는 구조의 다양한 엘리먼트들에 대해 가능한 높이 변화를 도시하는 기판 지지 구조물의 부분의 단면도이다.
도 17A의 실시예에서, 표면(16)은 보다 높은 부분들(52) 사이에 형성된 채널(55)로 제공된다. 채널은 중심을 향해 페리미터에서 희생적인 갭으로부터 안쪽으로 향하며 그 다음 기판 지지 구조물의 페리미터를 향해 중심으로부터 바깥쪽으로 향한다. 이러한 실시예에서 채널은 구불구불한 형태로 존재한다. 클램핑 액체가 외부 페리미터로부터 증발함에 따라서, 액체는 앞서 기술된 바와 같이 채널로부터 끌어당겨진다. 채널은, 중심을 향해 그다음 다시 페리미터를 향해, 채널의 길이를 따른 방향으로 희생적인 갭에서 시작시 비워진다. 이것은 클램핑 액체의 외부 표면에서 증발이 채널로부터 액체를 끌어당김에 따라서 페리미터 근처 채널의 최외곽 부분이 마지막으로 비워지는 결과를 가져온다. 보다 긴 주기동안 액체의 전체가 남아있음으로써, 채널의 최외곽 부분은 보다 긴 주기동안 페리미터에서 클램핑 액체 층의 가장 민감한 부분을 보충할 수 있으며, 따라서 클램프의 수명을 더 연장시킨다.
클램핑 액체 층 내 흐름 저항은 액체가 흐르는 거리와 더불어 증가되는 반면에, 이러한 흐름 저항을 극복하는 모세관 압력은 흐름 거리에 독립적인 동일한 압력을 유지한다. 도 17A에 도시된 것과 같은 구불구불한 채널 형태는 모세관 흐름이 실질적인 증발이 발생되고 채널이 부분적으로 비워지는 조건들하에서 클램핑 액체 층의 외부 표면에 액체를 보충하기 위해 이동할 필요가 있는 거리를 감소시킨다. 실질적인 증발 후 조차도, 채널의 외부 부분들은 클램핑 액체 층의 외부 표면에 가까운 모세관 흐름에 대한 액체의 소스를 여전히 제공한다. 게다가, 이러한 디자인은 액체가 외부 표면에 도달하도록 흘러야만 하는 클램핑 층의 외부 표면 근처에 채널의 빈 부분을 갖는 것을 피한다. 클램핑 층의 페리미터에서 외부 표면을 보충하기 위해 보다 짧은 흐름 거리들로 인해, 이러한 디자인은 흐름 저항의 부정적인 영향들에 덜 민감하다.
도 17B는 전술한 다양한 엘리먼트들을 도시하고, 외부 실링 링(26)을 갖는 주변 실링 구조(21), 클램핑 액체를 버퍼링하기 위해 사용된 계단형 에워싸인 부분(83)을 갖는 해자(19), 클램핑 액체 층의 외부 표면이 형성되는 주변 림(41) 또는 제 1(보다 높은) 부분(52a), 나누어지는 상승된 구조들(63)을 갖는 격실들(65), 채널들(55)을 구속하는 제 1 부분들(52b), 그리고 기판을 지지하기 위한 기판 지지 엘리먼트들(17)을 포함하는 도 17A의 디자인의 일부의 투시 단면도이다.
도 17C는 다양한 엘리먼트들에 대한 높이 레벨들 중 하나의 변화를 갖는 구성을 도시한다. 이러한 디자인은 적어도 5개의 높이 레벨들(h1 - h5)을 포함한다. 클램핑 동작에 실제 영향을 끼치지 않는 제 1 높이 레벨은 해자(19)의 바닥의 높이(h1)이다. 기판 지지 구조물의 가장 낮은 높이는, 예를 들어 응축의 경우에, 클램핑 액체를 버퍼링하기 위해 사용된 에워싸는 부분(83)의 높이 레벨(h2)이다. 이러한 실시예에서 높이 레벨(h3)은 표면의 나머지의 낮은 높이 레벨(51)이며, 이는 채널들(55)과 격실들(65)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 높이 레벨(h4)은 채널(55)을 구속하는 보다 높은 부분들(52)의 높이 레벨, 그리고 앞서 설명된 바와 같이 국부화되는 보이드들에 대해 격실들(65)을 생성하는 상승된 구조들(63)과 마찬가지로 주변 림(21)의 높이 레벨이다. 최종적으로, 이러한 특별한 실시예에서 높이 레벨(h5)은 기판 지지 엘리먼트들(17)와 실링 구조(21)의 높이 레벨에 상응한다.
액체 저장소
액체의 저장소는 클램핑 층으로부터 증발을 감소시키기 위해 클램핑 액체 근처 영역 내로 증발을 위해 또한 제공할 수도 있다. 도 18A에 도시된 기판 지지 구조물(13)는 액체 저장소(40)를 더 포함한다. 액체 저장소(40)는 액체, 예를 들어 물의 특정한 체적을 수용하도록 구성되고, 그리고 그러한 액체의 증기를 저장하도록 더 구성된다. 더욱이, 액체 저장소는, 예를 들어 하나 또는 그 초과의 채널들(43)을 통해 존재할 때 모세관 클램핑 층(11)에 증기를 제공하도록 배열된다. 저장소는 액체 저장소(40)로서 지칭될 수도 있다. 바람직하게는, 저장소(40)내 저장소 액체는 클램핑 층(11) 내 액체와 동일하다. 저장소 액체와 클램핑 층 둘 다를 위해 적절한 액체는 물이다.
증기가 발생되는 액체의 다른 소스를 제공함으로써, 액체 저장소의 존재는 클램핑 층(11)으로부터 액체의 증발을 더 감소시키기 위한 방법을 제공한다. 저장소내 액체의 자유 표면 영역은 바람직하게는 클램핑 층(11)의 오목한 외부 표면(18)의 자유 표면 영역보다 크다. 도시된 실시예들에서, 저장소는 기판 지지 구조물의 표면(16)의 아래 모든 방향으로 연장되는 넓은 공간을 형성한다. 저장소는, 예를 들어 표면(16) 아래 작은 거리에 대해 내측 에지에서 연장되는 자신의 폭을 갖는 링-형상 공동의 형태로 크기가 보다 제한될 수도 있다. 대안으로, 저장소는 표면 아래 모두에서 연장되지 않을 수도 있으며, 예를 들어, 다른 실시예의 몇몇에 도시된 해자(19)로 제한된다.
액체의 각각의 소스에 의해 기여되는 외부 표면(18)에 인접한 공간내 증기의 양은 공간내 액체의 자유 표면 영역의 상대적인 크기에 종속된다. 저장소에 저장된 액체의 보다 큰 자유 표면 영역은 증기의 충분한 양이 표면(18)의 환경을 가습할 수 있다는 것을 보장하며, 클램핑 층(11)으로부터 적은 증발을 가져온다.
도 18A와 도 18B에 도시된 바와 같이 액체는 저장소를 완전히 채우거나 액체 위 증기 공간을 남겨두는 저장소를 부분적으로 채울 수도 있다. 증기는 하나 또는 그 초과의 가스 주입구들(43)에 의해 클램핑 층(11)의 외부 액체 표면(18)을 향해 액체 저장소(40)로부터 수송될 수도 있다. 이와 같은 경우에, 가스 분배 시스템에서 사용하기 위한 가스는 액체 저장소(40)로 액체를 제공하기 위해 또한 사용되는 밸브(45)를 통해 기판 지지 구조물로 제공될 수도 있다.
대안으로, 가스는 하나 또는 그 초과의 가스 연결 유닛들을 통해 제공될 수도 있다. 이와 같은 가스 연결 유닛들이 모세관 층으로 증기를 제공하기 위해 사용된 하나 또는 그 초과의 채널들(43)을 통해 가스 흐름을 제공하도록 구성되면, 하나 또는 그 초과의 채널들(43)은 저장소(40)로부터 생기는 증기로부터 가스 연결 유닛을 통해 가스 흐름을 분리하도록 구성된 흐름 제어 유닛(44)에 의해 제공될 수도 있다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 가스 분배 시스템은 증기 저장소(40)로부터 클램프로 증기를 제공하기 위해 하나 또는 그 초과의 엘리먼트들로부터 완전히 분리된다.
보다 높은 온도들(예를 들어, 30℃)에서, 저장소는 응축 문제들을 야기할 수도 있다. 이것은 기판 지지 구조물을 열적으로 조절함으로써 경감될 수도 있다. 저장소는 또한 추가적인 준비 단계들(예를 들어, 저장소가 채워지는 것을 보장하기 위해)을 요구하며 그리고 기판 지지 구조물에 벌크를 추가한다. 그러나, 저장소는 예시적인 긴 클램프 수명이 요구되거나(예를 들어, 실링 구조 또는 캔틸레버 봉인과 저장소가 요구될 수도 있다) 또는 효과적인 봉인을 형성하는 것이 어려울 수도 있는(예를 들어 기판의 하단 면이 너무 거칠어 충분한 클램프 수명을 보장하도록 충분한 봉인을 허용할 수 없는 상황들에서) 애플리케이션들에 대해 유용할 수도 있다. 저장소는 또한 보다 높은 증기 누설 속도들이 용인될 수 있을 때 사용될 수도 있거나(예를 들어, 저장소는 실링 구조 대신에 사용될 수 있다) 또는 저장소는 보다 낮은 온도들에서 동작한다(예를 들어, 20℃에서 응축 문제들이 최소일 수도 있다).
상기 상세한 설명으로부터 분명해질 바와 같이, 기판을 유지하기 위해 클램핑 층에 의해 제공된 기판 지지 구조물 표면의 높이 차이들을 이용함으로써 모세관 흐름을 유도하는 것은 상이한 목적들, 예들 들어, 실링 림에 대해 증기 봉인을 유지하는, 증발 컨트롤, 그리고 응축 컨트롤을 위해 수행될 수 있다. 본 발명은 이들 목적들에 제한되지 않으며, 액체 클램핑 층의 안정성 및 신뢰성에 관련된 다른 이슈들에 대한 솔루션을 제공하기 위해 또한 적용될 수도 있다.
상세한 설명 전반에 걸쳐서, 표현 "클램핑 층"에 대해 기준이 만들어졌다. 표현 "클램핑 층"은 자신의 주변의 압력보다 아래의 압력을 갖는 오목한 메니스커스 형상을 갖는 액체의 얇은 층을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 상기 논의된 특정한 실시예들을 참조하여 기술되었다. 이들 실시예들은 본 발명의 사상 및 범주를 벗어남이 없이 당업자에게 잘 알려진 다양한 변경들과 대안적인 형태들에 민감할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 따라서, 비록 특정 실시예들이 기술되었다고 하더라도, 이들은 단지 예들이며 본 발명의 범주를 제한하지 않으며, 이는 첨부된 청구항들에 정의된다.

Claims (25)

  1. 액체(11)의 모세관 층에 의해 표면(16) 상에 기판(12)을 클램핑하기 위한 기판 지지 구조물(13)로서,
    상기 표면은 외측 에지(28)를 구비하고, 클램핑될 상기 기판을 수용하기 위한 하나 또는 그 초과의 기판 지지 엘리먼트들(17)을 포함하며,
    상기 하나 또는 그 초과의 기판 지지 엘리먼트들은 복수의 지지 로케이션들에서 상기 기판에 대한 지지를 제공하도록 배열되고,
    상기 기판 지지 구조는, 상기 표면을 에워싸며, 실링 림을 형성하는 상단 면 또는 에지(22, 24, 26)를 구비하는 실링 구조(21)를 더 포함하며, 그리고
    상기 표면의 상기 외측 에지와 상기 지지 로케이션들 중 최외곽 지지 로케이션 사이의 거리(c)는 상기 외측 에지와 상기 실링 림 사이의 거리(d)를 초과하는,
    기판 지지 구조물(13).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실링 림과 상기 최외곽 지지 로케이션 사이의 거리(c+d)는 근처의 지지 로케이션들 사이의 최대 거리를 초과하는,
    기판 지지 구조물(13).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 표면의 상기 외측 에지와 상기 최외곽 지지 로케이션 사이의 상기 거리(c)는 상기 외측 에지와 상기 실링 림 사이의 상기 거리(d)의 2배를 초과하거나 또는 이와 동일한,
    기판 지지 구조물(13).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실링 림과 상기 최외곽 지지 로케이션 사이의 상기 거리(c+d)는 근처의 지지 로케이션들 사이의 상기 최대 거리의 2배를 초과하거나 또는 이와 동일한,
    기판 지지 구조물(13).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면의 상기 외측 에지와 상기 최외곽 지지 로케이션 사이의 상기 거리(c)는 근처의 지지 로케이션들 사이의 상기 최대 거리의 2배를 초과하거나 또는 이와 동일한,
    기판 지지 구조물(13).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면의 상기 외측 에지와 상기 최외곽 지지 로케이션 사이의 상기 거리(c)는 지지 로케이션들 사이의 공칭(nominal) 거리와 동일하거나 또는 이보다 더 크며, 상기 외측 에지와 상기 실링 림 사이의 상기 거리(d)는 그러한 공칭 거리와 동일하거나 또는 그보다 더 작은,
    기판 지지 구조물(13).
  7. 액체(11)의 모세관 층에 의해 표면(16) 상에 기판(12)을 클램핑하기 위한 기판 지지 구조물(13)로서,
    상기 표면은 외측 에지(28)를 구비하고, 클램핑될 상기 기판을 수용하기 위한 하나 또는 그 초과의 기판 지지 엘리먼트들(17)을 포함하며,
    상기 하나 또는 그 초과의 기판 지지 엘리먼트들은 복수의 지지 로케이션들에서 상기 기판에 대한 지지를 제공하도록 배열되고,
    상기 기판 지지 구조는, 실링 림을 형성하는 상단 면 또는 에지(22, 24, 26)를 구비하고 상기 표면을 에워싸는 실링 구조(21)를 더 포함하며, 그리고
    상기 표면의 상기 외측 에지와 최외곽 지지 로케이션 사이의 거리(c)는 지지 로케이션들 사이의 공칭 거리와 동일하거나 또는 이보다 더 크며, 그리고 상기 외측 에지와 상기 실링 림 사이의 거리(d)는 그러한 공칭 거리와 동일하거나 또는 그보다 더 작은,
    기판 지지 구조물(13).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 기판 지지 엘리먼트들은 상호 피치(mutual pitch)를 갖는 규칙적인 패턴으로 배열된 복수의 지지 로케이션들에서 상기 기판에 대한 지지를 제공하며, 그리고 상기 실링 림과 상기 실링 림에 가장 가까운 상기 지지 로케이션들 사이의 상기 거리는 상기 피치를 초과하는,
    기판 지지 구조물(13).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실링 림은 상기 기판 지지 엘리먼트들의 상단(top)과 실질적으로 같은 높이인,
    기판 지지 구조물(13).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면(16)은, 클램핑 동안, 상기 액체 클램핑 층 내에 미리 결정된 모세관 흐름을 유도하기 위해 상이한 모세관 포텐셜을 갖는 부분들(41, 51, 52, 83)을 더 포함하는,
    기판 지지 구조물(13).
  11. 제 10 항에 있어서,
    상이한 모세관 포텐셜을 갖는 상기 부분들은 상기 기판 지지 구조의 상기 수용 표면의 상기 주변에 적어도 부분적으로 제공되는,
    기판 지지 구조물(13).
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 액체 클램핑 층 내에 상기 미리 결정된 모세관 흐름은 상기 액체 클램핑 층의 상기 주변을 향하는 방향인,
    기판 지지 구조물(13).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    해자(moat)(19)는 상기 표면(16)의 둘레에 제공되며, 상기 해자는 상기 표면의 페리미터(perimeter)에서 보다 높은 계단형 부분(83)을 포함하는,
    기판 지지 구조물(13).
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판 지지 엘리먼트들의 상단 면과 상기 해자(19)의 상기 계단형 부분(83) 사이의 높이 차이는 상기 기판 지지 엘리먼트들의 높이의 2배를 초과하거나 또는 이와 동일한,
    기판 지지 구조물(13).
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면에는 복수의 격실(compartment)들(65)을 형성하기 위해 상승된 구조들(63)이 제공되는,
    기판 지지 구조물(13).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 상승된 구조들의 높이는 상기 기판 지지 엘리먼트들의 높이 미만인,
    기판 지지 구조물(13).
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 주위의 액체를 제거하기 위한 액체 제거 시스템(23, 25)을 더 포함하는,
    기판 지지 구조물(13).
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 액체 제거 시스템은 가스 분배 시스템을 포함하는,
    기판 지지 구조물(13).
  19. 액체(11)의 모세관 층에 의해 기판 지지 구조(13)의 표면(16) 상에 클램핑되는 기판(12)과 상기 기판 지지 구조물(13)의 조합으로서,
    상기 표면은 상기 기판을 수용하기 위한 하나 또는 그 초과의 기판 지지 엘리먼트들(17)을 포함하고 ? 상기 하나 또는 그 초과의 기판 지지 엘리먼트들(17)은 하나 또는 그 초과의 지지 로케이션(location)들에서 상기 기판에 대한 지지를 제공하도록 배열됨 ? ,
    상기 기판 지지 구조는 상기 표면 둘레의 실링 구조(21)를 더 포함하며 ? 상기 실링 구조(21)는 실링 림을 형성하는 상단 면 또는 에지(22, 24, 26)를 가짐 ? , 그리고
    상기 실링 림과 상기 지지 로케이션들 중 최외곽 지지 로케이션 사이의 거리(c+d)는, 상기 기판의 클램핑 동안 상기 실링 림과 상기 기판의 하단 면 사이의 갭을 감소시키거나 제거하기 위해 상기 기판이 아래쪽으로 구부러지도록 충분히 큰,
    기판(12)과 기판 지지 구조물(13)의 조합.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 기판의 클램핑 동안, 상기 갭은 상기 기판의 하단 면이 상기 실링 림에 닿도록 감소되는,
    기판(12)과 기판 지지 구조물(13)의 조합.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 실링 림은 상기 기판 지지 엘리먼트들의 상단과 실질적으로 같은 높이인,
    기판(12)과 기판 지지 구조물(13)의 조합.
  22. 제 19 항 내지 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실링 림과 상기 최외곽 지지 로케이션 사이의 거리(c+d)는 근처의 지지 로케이션들 사이의 상기 최대 거리의 2배를 초과하거나 또는 이와 동일한,
    기판(12)과 기판 지지 구조물(13)의 조합.
  23. 제 19 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모세관 액체 층의 주변과 상기 최외곽 지지 로케이션 사이의 거리(a)는 상기 모세관 액체 층의 상기 주변과 상기 실링 림 사이의 거리(b)를 초과하는,
    기판(12)과 기판 지지 구조물(13)의 조합.
  24. 제 19 항 내지 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면(16)은, 클램핑 동안, 상기 액체 클램핑 층 내에 미리 결정된 모세관 흐름을 유도하기 위해 상이한 모세관 포텐셜을 갖는 부분들(41, 51, 52, 83)을 더 포함하는,
    기판(12)과 기판 지지 구조물(13)의 조합.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 액체 클램핑 층 내에 미리 결정된 모세관 흐름은 상기 액체 클램핑 층의 상기 주변을 향하는 방향인,
    기판(12)과 기판 지지 구조물(13)의 조합.
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