KR20220103190A - 리소그래피 장치에 사용하기 위한 기판 홀더 - Google Patents

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프랭크 피테르 알버트 반 덴 베르크모르텔
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Abstract

리소그래피 장치에 사용하기 위한, 기판을 지지하도록 구성된 기판 홀더가 개시되며, 기판 홀더는 본체 표면을 갖는 본체, 본체 표면으로부터 돌출하는 복수의 메인 돌기 - 각각의 메인 돌기는 기판을 지지하도록 구성된 원위단 표면을 가짐 -; 본체 표면으로부터 돌출하며 상부 표면을 갖는 제1 씰 부재 - 제1 씰 부재는 복수의 메인 돌기를 둘러싸며, 기판과 본체 표면 사이에서 제1 씰 부재를 지나서 반경방향 내측으로 액체의 통과를 제한하도록 구성됨 -; 및, 제1 씰 부재의 상부 표면으로부터 돌출하는 복수의 마이너 돌기 - 각각의 마이너 돌기는 기판을 지지하도록 구성된 원위단 표면을 가짐 - 를 포함한다.

Description

리소그래피 장치에 사용하기 위한 기판 홀더{SUBSTRATE HOLDER FOR USE IN A LITHOGRAPHIC APPARATUS}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 10월 12일자로 제출된 EP 출원 제17196086.7호 및 2018년 3월 26일자로 제출된 EP 출원 제18163985.7호의 우선권을 주장하며, 이들 특허 문헌은 그 전체가 참고로 본 명세서에 통합되어 있다.
기술 분야
본 발명은 리소그래피 장치에 사용하기 위한 기판 홀더에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판 상에 적용하도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는 예를 들어, 집적 회로(integrated circuit: IC)의 제조에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는 예를 들어, 패터닝 디바이스(예를 들면, 마스크)의 패턴(종종 "디자인 레이아웃" 또는 "디자인"이라고도 지칭됨)을 기판(예를 들면, 웨이퍼) 상에 제공된 방사선 감수성 재료(레지스트)의 층에 투영할 수 있다.
반도체 제조 프로세스가 발전을 계속함에 따라, 디바이스 당 트랜지스터와 같은 기능 소자들의 개수는 통상적으로 '무어의 법칙(Moore's law)'이라 불리는 추세에 따라 수십 년에 걸쳐 꾸준히 증가하고 있는 한편 회로 소자들의 치수는 지속적으로 감소하고 있다. 무어의 법칙에 보조를 맞추기 위해, 반도체 업계는 점점 더 작은 피처(features)를 생성할 수 있게 하는 기술을 추구하고 있다. 기판 상에 패턴을 투영하기 위해, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이 방사선의 파장이 기판 상에 패턴화되는 피처의 최소 크기를 결정한다. 현재 사용되는 전형적인 파장은 365 nm(i-라인), 248 nm, 193 nm, 및 13.5 nm이다. 극자외(extreme ultraviolet: EUV) 방사선을 사용하는 4 nm 내지 20 nm 범위 내의 파장, 예를 들면 6.7 nm 또는 13.5 nm의 파장을 갖는 리소그래피 장치가, 예를 들면 193 nm의 파장을 갖는 방사선을 사용하는 리소그래피 장치보다 더 작은 피처를 기판 상에 형성하는데 사용될 수 있다.
액침 리소그래피 장치(immersion lithographic apparatus)에서는, 액침 액체가 장치의 투영 시스템과 기판 사이의 공간에 개재된다. 이 액침 액체는 기판의 에지를 지나서 기판의 하부 표면까지 그 길을 찾아갈 수 있다. 이는 이 액침 액체에 기인하는 기판의 하부 표면의 오염 및/또는 액침 액체의 증발로 인한 기판의 에지에 가까운 위치에서 기판의 하부 표면에 가해지는 열 부하(thermal loads)로 인해 유해할 수 있다. 기판을 지지하도록 구성된 기판 홀더는 액침 액체가 기판의 하부 표면을 따라 반경방향 내측으로 이동하는 양 및/또는 거리를 감소시키는 피처를 가질 수 있다. 이러한 피처는 기판의 달성된 평탄성 및 청결성뿐만 아니라 제거의 용이성에도 악영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 목적은 기판의 평탄성 및 청결성의 측면에서의 기판 홀더의 성능과 기판의 하부 표면을 따라서의 액침 액체의 통과의 저감 사이의 적절한 절충점을 기판 홀더에 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에서는, 리소그래피 장치에 사용하기 위한, 기판을 지지하도록 구성된 기판 홀더가 제공되며, 기판 홀더는: 본체 표면을 갖는 본체; 본체 표면으로부터 돌출하는 복수의 메인 돌기(main burls) - 각각의 메인 돌기는 기판을 지지하도록 구성된 원위단(distal end) 표면을 가짐 -; 본체 표면으로부터 돌출하며 상부 표면을 갖는 제1 씰 부재 - 제1 씰 부재는 복수의 메인 돌기를 둘러싸며, 기판과 본체 표면 사이에서 제1 씰 부재를 지나서 반경방향 내측으로 액체의 통과를 제한하도록 구성됨 -; 및, 제1 씰 부재의 상부 표면으로부터 돌출하는 복수의 마이너 돌기(minor burls) - 각각의 마이너 돌기는 기판을 지지하도록 구성된 원위단 표면을 가짐 - 를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 리소그래피 장치에 사용하기 위한, 기판을 지지하도록 구성된 기판 홀더가 제공되며, 기판 홀더는: 본체 표면을 갖는 본체; 본체 표면으로부터 돌출하는 복수의 메인 돌기 - 각각의 메인 돌기는 기판을 지지하도록 구성된 원위단 표면을 가짐 -; 본체 표면으로부터 돌출하며 상부 표면을 갖는 제1 씰 부재 - 제1 씰 부재는 복수의 메인 돌기를 둘러싸며, 기판과 본체 표면 사이에서 제1 씰 부재를 지나서 반경방향 내측으로 액체의 통과를 제한하도록 구성됨 -; 본체 표면으로부터 돌출하는 제2 씰 부재 - 제2 씰 부재는 제1 씰 부재를 둘러싸며 기판과 본체 표면 사이에서 제2 씰 부재를 지나서 반경방향 내측으로 액체의 통과를 제한하도록 구성됨 -; 본체와 기판 사이로부터 본체 내로 유체의 취출을 위해 제1 씰 부재와 제2 씰 부재 사이에서 본체에 형성된 복수의 취출 개구부: 및, 제1 씰 부재와 제2 씰 부재 사이에서 본체 표면으로부터 돌출하는 복수의 외측 돌기 - 각각의 외측 돌기는 기판을 지지하도록 구성된 원위단 표면을 가지며, 복수의 외측 돌기 및 복수의 취출 개구부는 제1 씰 부재 및 복수의 메인 돌기를 둘러싸는 열(line)로 교호적으로 배열됨 - 를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 리소그래피 장치에 사용하기 위한, 기판을 지지하도록 구성된 기판 홀더가 제공되며, 기판 홀더는: 본체 표면을 갖는 본체; 본체 표면으로부터 돌출하는 복수의 메인 돌기 - 각각의 메인 돌기는 기판을 지지하도록 구성된 원위단 표면을 가짐 -; 본체 표면으로부터 돌출하며 상부 표면을 갖는 제1 씰 부재 - 제1 씰 부재는 복수의 메인 돌기를 둘러싸며, 기판과 본체 표면 사이에서 제1 씰 부재를 지나서 반경방향 내측으로 액체의 통과를 제한하도록 구성됨 -; 제1 씰 부재의 상부 표면으로부터 돌출하는 복수의 마이너 돌기 - 각각의 마이너 돌기는 기판을 지지하도록 구성된 원위단 표면을 가짐 -; 본체 표면으로부터 돌출하는 제2 씰 부재 - 제2 씰 부재는 제1 씰 부재를 둘러싸며 기판과 본체 표면 사이에서 제2 씰 부재를 지나서 반경방향 내측으로 액체의 통과를 제한하도록 구성됨 -; 본체 표면으로부터 돌출하는 제3 씰 부재 - 제3 씰 부재는 제1 씰 부재와 제2 씰 부재를 둘러싸며 기판과 본체 표면 사이에서 제3 씰 부재를 지나서 반경방향 내측으로 액체의 통과를 제한하도록 구성됨 -; 제1 씰 부재와 제2 씰 부재 사이에서 본체에 형성된 복수의 입구 개구부; 및, 본체와 기판 사이로부터 본체 내로 유체의 취출을 위해 제2 씰 부재와 제3 씰 부재 사이에서 본체에 형성된 복수의 취출 개구부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 리소그래피 장치에 사용하기 위한, 기판을 지지하도록 구성된 기판 홀더가 제공되며, 기판 홀더는: 본체 표면을 갖는 본체; 본체 표면으로부터 돌출하는 복수의 메인 돌기 - 각각의 메인 돌기는 기판을 지지하도록 구성된 원위단 표면을 가짐 -; 본체 표면으로부터 돌출하며 상부 표면을 갖는 씰 부재 - 씰 부재는 복수의 메인 돌기를 둘러쌈 -; 씰 부재의 상부 표면의 하나 이상의 제1 리세스에 형성된 복수의 취출 개구부; 씰 부재의 상부 표면의 하나 이상의 제2 리세스에 형성된 복수의 입구 개구부; 및, 하나 이상의 제1 리세스와 하나 이상의 제2 리세스 사이에 있으며 기판과 본체 표면 사이에서 장벽을 지나서 반경방향 내측으로 액체의 통과를 제한하도로 구성된 장벽(barrier)을 포함한다.
이제 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 단지 예로서 본 발명의 실시예들이 설명될 것이다.
도 1은 리소그래피 장치의 개략도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 원주 전체를 따라 연장될 수 있는 좌측 및 우측에 도시된 상이한 피처(features)를 갖는 유체 취급 구조의 2개의 상이한 버전을 단면도로 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 홀더(200)의 에지의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 기판 홀더(200)의 에지의 개략도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 기판 홀더(200)의 에지의 개략도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 기판 홀더(200)의 에지의 개략도를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 기판 홀더(200)의 에지의 개략도를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 기판 홀더(200)의 에지의 개략도를 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 기판 홀더(200)의 에지의 개략도를 도시한다.
도 11은 본 발명에 따른 기판 홀더(200)의 에지의 개략도를 도시한다.
도 12는 본 발명에 따른 기판 홀더(200)의 에지의 개략도를 도시한다.
도 13은 본 발명에 따른 기판 홀더(200)의 에지의 개략도를 도시한다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들면, 365, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 갖는) 자외 방사선을 포함하여 모든 유형의 전자기 방사선을 포괄하도록 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 "레티클(reticle)", "마스크", 또는 "패터닝 디바이스"라는 용어는 기판의 타겟 부분에 생성될 패턴에 대응하는 패턴화된 단면을 입사 방사선 빔에 부여하는데 사용될 수 있는 일반적인 패터닝 디바이스를 지칭하는 것으로 폭넓게 해석될 수 있다. 이러한 맥락에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어도 또한 사용될 수 있다. (투과성 또는 반사성, 이진(binary), 위상 쉬프팅(phase-shifting), 하이브리드 등의) 고전적인 마스크 외에, 이러한 패터닝 디바이스의 다른 예로는 프로그램 가능 미러 어레이(programmable mirror array) 및 프로그램 가능 LCD 어레이가 포함된다.
도 1은 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 리소그래피 장치는 방사선 빔(B)(예를 들면, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터라고도 지칭됨)(IL), 패터닝 디바이스(예를 들면, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치시키도록 구성된 제1 포지셔너(PM)에 연결된 마스크 지지부(예를 들면, 마스크 테이블)(MT), 기판(예를 들면, 레지스트 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고 특정 파라미터에 따라 기판 지지부(WT)를 정확하게 위치시키도록 구성된 제2 포지셔너(PW)에 연결된 기판 지지부(예를 들면, 웨이퍼 테이블)(WT), 및 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟 부분(C)(예를 들면, 하나 이상의 다이를 포함함) 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들면, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
작동시, 조명 시스템(IL)은 예를 들어, 빔 전달 시스템(BD)를 통해 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔(B)을 수신한다. 조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형, 및/또는 제어하기 위해, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기, 및/또는 다른 유형의 광학 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 유형의 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다. 일루미네이터(IL)는 패터닝 디바이스(MA)의 평면에서 방사선 빔(B)의 단면에 원하는 공간 및 각 강도 분포(spatial and angular intensity distribution)를 갖도록 방사선 빔(B)을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"(PS)이라는 용어는 사용되는 노광 방사선 및/또는 액침 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인에 적합한 굴절, 반사, 반사굴절(catadioptric), 아나모픽(anamorphic), 자기, 전자기, 및/또는 정전 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다양한 유형의 투영 시스템을 포괄하도록 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 "투영 렌즈"라는 용어의 모든 사용은 보다 일반적인 용어인 "투영 시스템"(PS)과 동의어로 간주될 수 있다.
리소그래피 장치는 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간(11)을 채우도록 기판의 적어도 일부가 비교적 높은 굴절률을 갖는 액침 액체, 예를 들면 물로 덮일 수 있는 유형일 수 있는데 - 이는 액침 리소그래피라고도 또한 지칭된다. 액침 기법에 대한 추가 정보는 본 명세서에 참고로 통합되어 있는 US6,952,253에 제공되어 있다.
리소그래피 장치는 또한 2개 이상의 기판 지지부(WT)(또한 "이중 스테이지"라고도 함)를 갖는 유형일 수 있다. 이러한 "복수의 스테이지" 기계에서, 기판 지지부들(WT)은 병렬로 사용될 수도 있고, 및/또는 기판(W)의 후속 노광을 준비하는 단계는 기판 지지부(WT) 중 하나에 위치된 기판(W) 상에서 수행될 수 있는 한편 다른 기판 지지부(WT) 상의 다른 기판(W)은 다른 기판(W) 상에 패턴을 노광하는데 사용된다.
기판 지지부(WT) 외에, 리소그래피 장치는 측정 스테이지를 포함할 수 있다. 측정 스테이지는 센서 및/또는 클리닝 디바이스를 유지하도록 배치된다. 센서는 투영 시스템(PS)의 특성 또는 방사선 빔(B)의 특성을 측정하도록 배치될 수 있다. 측정 스테이지는 복수의 센서를 유지할 수 있다. 클리닝 디바이스는 리소그래피 장치의 일부, 예를 들면 투영 시스템(PS)의 일부 또는 액침 액체를 제공하는 시스템의 일부를 클리닝하도록 배치될 수 있다. 기판 지지부(WT)가 투영 시스템(PS)으로부터 멀리 떨어져 있을 때 측정 스테이지는 투영 시스템(PS)의 아래로 이동할 수 있다.
작동시, 방사선 빔(B)은 마스크 지지부(MT) 상에 유지되는 패터닝 디바이스, 예를 들어 마스크(MA)에 입사하며, 패터닝 디바이스(MA) 상에 존재하는 패턴(디자인 레이아웃)에 의해 패턴화된다. 마스크(MA)를 통과한 후에, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하는데, 투영 시스템(PS)은 빔을 기판(W)의 타겟 부분(C)에 포커싱한다. 제2 포지셔너(PW) 및 위치 측정 시스템(IF)의 보조에 의해, 예를 들면 상이한 타겟 부분들(C)을 포커싱 및 정렬된 위치의 방사선 빔(B)의 경로에 위치시키기 위해 기판 지지부(WT)가 정확하게 이동될 수 있다. 유사하게, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치시키기 위해 제1 포지셔너(PM) 및 가능케는 다른 위치 센서(도 1에는 명시적으로 도시되지는 않음)가 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)을 사용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크(P1, P2)는 전용 타겟 부분을 점유하지만, 이들은 타겟 부분들 사이의 공간에 위치될 수도 있다. 기판 정렬 마크(P1, P2)는 이들이 타겟 부분들(C) 사이에 위치될 때 스크라이브 레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있다.
본 발명을 명확하게 하기 위해, 데카르트 좌표계가 사용된다. 데카르트 좌표계는 3개의 축, 즉 x 축, y 축, 및 z 축을 갖는다. 3개의 축 각각은 다른 2개의 축과 직교한다. x 축을 중심으로 한 회전은 Rx 회전으로 지칭된다. y 축을 중심으로 한 회전은 Ry 회전으로 지칭된다. z 축을 중심으로 한 회전은 Rz 회전으로 지칭된다. x 축과 y 축은 수평면을 정의하는 한편, z 축은 수직 방향이다. 데카르트 좌표계가 본 발명을 제한하는 것은 아니며 단지 명료성을 위해 사용된다. 대신에, 원통 좌표계와 같은 다른 좌표계가 본 발명을 명료하게 하기 위해 사용될 수도 있다. 데카르트 좌표계의 방위는 예를 들면, z 축이 수평면을 따라 성분을 갖도록 달라질 수도 있다.
보다 작은 피처(smaller features)의 해상도의 향상을 가능케 하기 위해 액침 기법이 리소그래피 시스템에 도입되었다. 액침 리소그래피 장치에서는, 장치의 투영 시스템(패턴화된 빔이 이를 통해 기판(W)을 향해 투영됨)과 기판(W) 사이의 공간(11)에 비교적 높은 굴절률을 갖는 액침 액체의 액상 층이 개재된다. 액침 액체는 적어도 투영 시스템(PS)의 최종 요소 아래의 기판 부분을 덮는다. 그래서, 적어도 노광되는 기판(W) 부분이 액침 액체에 액침된다. 액침 액체의 효과는, 노광 방사선이 기체보다 액체에서 더 짧은 파장을 가지므로 보다 작은 피처의 이미징을 가능케 한다는 것이다. (액침 액체의 효과는 또한 시스템의 유효 개구수(numerical aperture: NA)를 증가시키고 초점 심도(depth of focus)를 또한 증가시키는 것으로 간주될 수 있다.)
상용 액침 리소그래피에서, 액침 액체는 물이다. 전형적으로 물은 반도체 제조 시설에서 통상적으로 사용되는 초순수(Ultra-Pure Water: UPW)와 같은 고순도의 증류수이다. 액침 시스템에서, UPW는 종종 정제되며 액침 액체로서 액침 공간(11)에 공급되기 전에 추가 처리 단계를 거칠 수 있다. 물 외에도, 높은 굴절률을 갖는 다른 액체, 예를 들면: 플루오로 탄화수소와 같은 탄화수소; 및/또는 수용액이 액침 액체로 사용될 수도 있다. 또한, 액침 리소그래피에 사용하기 위해 액체 이외의 다른 유체도 구상되고 있다.
본 명세서에서는, 설명에 있어서 사용시에 액침 액체가 최종 요소와 최종 요소의 대향 표면 사이의 공간(11)에 한정되는 국소 액침에 대해 언급될 것이다. 대향 표면(facing surface)은 기판(W)의 표면 또는 기판(W)의 표면과 동일 평면에 있는 지지 스테이지(또는 기판 지지부(WT))의 표면이다. (다음의 기재에서의 기판(W)의 표면에 대한 언급은 또한 명시적으로 달리 표명되지 않는 한, 부가적으로 또는 대체로서 기판 지지부(WT)의 표면에 대한 언급이기도 하며, 그 반대도 마찬가지 임에 유의하기 바란다). 액침 액체를 액침 공간(11)에 한정시키기 위해 투영 시스템(PS)과 기판 지지부(WT) 사이에 존재하는 유체 취급 구조(12)가 사용된다. 액침 액체로 채워지는 공간(11)은 평면상에서 기판(W)의 상단 표면보다 작으며, 공간(11)은 기판(W)과 기판 지지부(WT)가 아래로 이동하는 동안 투영 시스템(PS)에 대해 실질적으로 정지된 상태로 유지된다.
비한정 액침 시스템(소위 '전습식(All Wet)' 액침 시스템) 및 욕조(bath) 액침 시스템과 같은 다른 침수 시스템도 구상되고 있다. 비한정 액침 시스템에서는, 액침 액체가 최종 요소 아래의 표면보다 더 많이 덮는다. 액침 공간(11) 외부의 액체는 얇은 액막(liquid film)으로 존재한다. 액체는 기판(W)의 표면 전체 또는 심지어 기판(W) 및 기판(W)과 동일 평면의 기판 지지부(WT)를 덮을 수 있다. 욕조 타입의 시스템에서는, 기판(W)이 액침 액체의 욕조에 완전히 잠긴다.
유체 취급 구조(12)는 액침 액체를 액침 공간(11)에 공급하고, 공간(11)으로부터 액침 액체를 제거하며, 이에 의해 액침 액체를 액침 공간(11)에 한정하는 구조이다. 이는 유체 공급 시스템의 일부인 피처를 포함한다. PCT 특허 출원 공개 번호 WO 99/49504에 개시된 구성은 공간(11)으로부터 액침 액체를 회수하거나 또는 공급하며, 투영 시스템(PS) 아래의 스테이지의 상대 운동에 따라 작동하는 파이프를 포함하는 초기 유체 취급 구조이다. 보다 최근의 설계에서는, 유체 취급 구조가 부분적으로 공간(11)을 획정하기 위해 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판 지지부(WT) 또는 기판(W) 사이의 공간(11)의 경계의 적어도 일부를 따라 연장된다.
유체 취급 구조(12)는 상이한 기능들의 집합을 가질 수 있다. 각 기능은 유체 취급 구조(12)가 해당 기능을 달성할 수 있게 하는 대응하는 피처로부터 도출될 수 있다. 유체 취급 구조(12)는 각각 장벽 부재, 씰 부재, 유체 공급 시스템, 유체 제거 시스템, 액체 한정 구조 등과 같은 기능을 지칭하는, 다수의 상이한 용어로 지칭될 수 있다.
장벽 부재로서, 유체 취급 구조(12)는 공간(11)으로부터 액침 액체의 흐름에 대한 장벽이다. 액체 한정 구조로서, 이 구조는 액침 액체를 공간(11)에 한정시킨다. 씰 부재로서, 유체 취급 구조의 밀봉 피처는 액침 액체를 공간(11)에 한정시키는 씰(seal)을 형성한다. 밀봉 피처는 가스 나이프(gas knife)와 같은, 씰 부재의 표면의 개구부로부터의 추가적인 가스 흐름을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 유체 취급 구조(12)는 액침 유체를 공급할 수 있으며, 그에 따라 유체 공급 시스템일 수 있다.
일 실시예에서, 유체 취급 구조(12)는 액침 유체를 적어도 부분적으로 한정할 수 있으며, 이에 의해 유체 한정 시스템일 수 있다.
일 실시예에서, 유체 취급 구조(12)는 액침 유체에 대한 장벽을 제공할 수 있으며, 이에 의해 유체 한정 구조와 같은 장벽 부재일 수 있다.
일 실시예에서, 유체 취급 구조(12)는 예를 들면, 액침 유체의 흐름 및/또는 위치를 제어하는 것을 돕기 위해 가스 흐름을 생성하거나 사용할 수 있다.
가스의 흐름은 액침 유체를 한정하는 씰을 형성할 수 있으며, 그래서 유체 취급 구조(12)는 씰 부재로 지칭될 수 있으며; 이러한 씰 부재는 유체 한정 구조일 수 있다.
일 실시예에서는, 액침 액체가 액침 유체로 사용된다. 그러한 경우에, 유체 취급 구조(12)는 액체 취급 시스템일 수 있다. 전술한 설명을 참조하면, 이 단락에서의 유체에 대해 정의된 피처에 대한 언급은 액체에 대해 정의된 피처를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
리소그래피 장치는 투영 시스템(PS)을 갖는다. 기판(W)의 노광 중에, 투영 시스템(PS)은 패턴화된 방사선 빔을 기판(W) 상에 투영한다. 기판(W)에 도달하기 위해, 방사선 빔(B)의 경로는 투영 시스템(PS)으로부터 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 유체 취급 구조(12)에 의해 한정된 액침 액체를 통과한다. 투영 시스템(PS)은 액침 액체와 접촉하는, 빔의 경로에서 마지막의 렌즈 요소를 갖는다. 액침 액체와 접촉하는 이 렌즈 요소는 "마지막 렌즈 요소" 또는 "최종 요소"로 지칭될 수 있다. 최종 요소는 유체 취급 구조(12)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 유체 취급 구조(12)는 최종 요소의 아래 및 대향 표면의 위의 액침 액체를 한정할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 유체 취급 구조(12)의 변형예에 존재할 수 있는 상이한 피처를 도시한다. 달리 기재되지 않는 한, 설계는 도 2a 및 도 2b와 동일한 피처들 중 일부를 공유할 수 있다. 본 명세서에 기재된 피처들은 도시된 바와 같이 또는 필요에 따라 개별적으로 또는 조합으로 선택될 수 있다.
도 2a는 최종 요소(100)의 저면 표면 주위의 유체 취급 구조(12)를 도시한다. 최종 요소(100)는 역 원뿔대(inverted frusto-conical) 형상을 갖는다. 원뿔대 형상은 평면의 저면 표면과 원뿔 표면을 갖는다. 원뿔대 형상은 평면 표면으로부터 돌출되며 저면 평면 표면을 갖는다. 저면 평면 표면은 방사선 빔(B)이 통과할 수 있는 최종 요소(100)의 저면 표면의 광학 활성 부분(optically active portion)이다. 최종 요소(100)는 코팅(30)을 가질 수 있다. 유체 취급 구조(12)는 원뿔대 형상의 적어도 일부를 둘러싼다. 유체 취급 구조(12)는 원뿔대 형상의 원뿔 표면을 향하는 내측 표면을 갖는다. 내측 표면과 원뿔 표면은 상보적인 형상을 갖는다. 유체 취급 구조(12)의 상단 표면은 실질적으로 평면이다. 유체 취급 구조(12)는 최종 요소(100)의 원뿔대 형상의 둘레에 끼워질 수 있다. 유체 취급 구조(12)의 저면 표면은 실질적으로 평면이며, 사용시 저면 표면은 기판 지지부(WT) 및/또는 기판(W)의 대향 표면에 평행할 수 있다. 저면 표면과 대향 표면 사이의 거리는 30 내지 500 마이크로미터의 범위, 바람직하게는 80 내지 200 마이크로미터의 범위일 수 있다.
유체 취급 구조(12)는 최종 요소(100)보다는 기판(W) 및 기판 지지부(WT)의 대향 표면에 더 가깝게 연장된다. 그래서, 유체 취급 구조(12)의 내측 표면, 원뿔대 부분의 평면 표면, 및 대향 표면의 사이에 공간(11)이 형성된다. 사용 중에, 공간(11)은 액침 액체로 채워진다. 액침 액체는 최종 요소(100)와 유체 취급 구조(12) 사이의 상보적인 표면들 사이의 완충 공간의 적어도 일부를 채우며, 일 실시예에서는 상보적인 내측 표면과 원뿔 표면 사이의 공간의 적어도 일부를 채운다.
액침 액체는 유체 취급 구조(12)의 표면에 형성된 개구부를 통해 공간(11)에 공급된다. 액침 액체는 유체 취급 구조(12)의 내측 표면의 공급 개구부(20)를 통해 공급될 수 있다. 대체로서 또는 부가적으로, 액침 액체는 유체 취급 구조(12)의 하면에 형성된 하부 공급 개구부(23)로부터 공급된다. 하부 공급 개구부(23)는 방사선 빔(B)의 경로를 둘러쌀 수 있으며, 어레이 형태로 일련의 개구부로 형성될 수도 있다. 액침 액체는 투영 시스템(PS) 아래의 공간(11)을 통한 흐름이 층류(laminar)가 되도록, 공간(11)을 채우도록 공급된다. 유체 취급 구조(12) 아래의 개구부(23)로부터의 액침 액체의 공급은 공간(11) 내로의 기포의 유입을 추가로 방지한다. 액침 액체의 이러한 공급은 액체 씰로서 기능한다.
액침 액체는 내측 표면에 형성된 회수 개구부(21)로부터 회수될 수 있다. 회수 개구부(21)를 통한 액침 액체의 회수는 저압(under-pressure)의 인가에 의해 이루어질 수도 있고; 회수 개구부(21)를 통한 회수는 공간(11)을 통한 액침 액체 흐름의 속도의 결과일 수도 있고; 또는 회수는 양자 모두의 결과일 수도 있다. 회수 개구부(21)는 평면에서 봤을 때 공급 개구부(20)의 반대측에 위치될 수 있다. 부가적으로 또는 대체로서, 액침 액체는 유체 취급 구조(12)의 상단 표면에 위치된 오버플로우 개구부(24)를 통해 회수될 수도 있다. 일 실시예에서, 공급 및 회수 개구부(20, 21)는 그 기능이 맞바뀔 수도 있다(즉, 액체의 흐름 방향이 반대로 됨). 이는 유체 취급 구조(12)와 기판(W)의 상대 운동에 따라 흐름 방향이 변경될 수 있게 한다.
부가적으로 또는 대체로서, 액침 액체는 그 저면 표면에 형성된 회수 개구부(25)를 통해 유체 취급 구조(12)의 아래로부터 회수될 수도 있다. 회수 개구부(25)는 액침 액체의 메니스커스(meniscus)(33)를 유체 취급 구조(12)에 유지하는(또는 '고정하는(pin)') 역할을 할 수 있다. 메니스커스(33)는 유체 취급 구조(12)와 대향 표면 사이에 형성되며, 액체 공간과 기체 외부 환경 사이의 경계 역할을 한다. 회수 개구부(25)는 액침 액체를 단상 흐름(single phase flow)으로 회수할 수 있는 다공성 플레이트일 수 있다. 저면 표면의 회수 개구부는 액침 액체가 회수되는 일련의 피닝 개구부(pinning opening)(32)일 수 있다. 피닝 개구부(32)는 액침 액체를 2상(two phase) 흐름으로 회수할 수 있다.
선택적으로 유체 취급 구조(12)의 내측 표면에 대해, 반경방향 외측으로 가스 나이프 개구부(gas knife opening)(26)가 있다. 공간(11)에서 액침 액체의 액체 한정을 돕기 위해 가스 나이프 개구부(26)를 통해 가스가 고속으로 공급될 수 있다. 공급되는 가스는 가습될 수 있으며, 실질적으로 이산화탄소를 함유할 수 있다. 가스 나이프 개구부(26)의 반경방향의 외측에는 가스 나이프 개구부(26)를 통해 공급되는 가스를 회수하기 위한 가스 회수 개구부(28)가 있다. 유체 취급 구조(12)의 저면 표면에는, 예를 들면 대기중에 또는 가스 소스에 개방된 추가 개구부들이 존재할 수 있다. 예를 들면, 가스 나이프 개구부(26)와 가스 회수 개구부(28) 사이 및/또는 피닝 개구부(32)와 가스 나이프 개구부(26) 사이에 추가 개구부들이 존재할 수 있다.
도 2a와 공통되는 도 2b에 도시된 피처들은 동일한 참조 번호를 공유한다. 유체 취급 구조(12)는 원뿔대 형상의 원뿔 표면에 상보적인 내측 표면을 갖는다. 유체 취급 구조(12)의 하면은 원뿔대 형상의 저면 평면 표면보다 대향 표면에 더 가깝다.
액침 액체는 유체 취급 구조(12)의 내측 표면에 형성된 공급 개구부(34)를 통해 공간(11)에 공급된다. 공급 개구부(34)는 가능케는 원뿔대 형상의 저면 표면의 아래에서, 내측 표면의 저면 쪽으로 위치된다. 공급 개구부(34)는 방사선 빔(B)의 경로의 주위에 이격되게, 내측 표면 주위에 위치된다.
액침 액체는 유체 취급 구조(12)의 하면의 회수 개구부(25)를 통해 공간(11)으로부터 회수된다. 대향 표면이 유체 취급 구조(12) 아래에서 이동함에 따라, 메니스커스(33)는 대향 표면의 이동과 동일한 방향으로 회수 개구부(25)의 표면 위로 이동할 수 있다. 회수 개구부(25)는 다공질 부재로 형성될 수 있다. 액침 액체는 단상(single phase)으로 회수될 수 있다. 일 실시예에서, 액침 액체는 2상 흐름으로 회수된다. 2상 흐름은 유체 취급 구조(12) 내의 챔버(35)에 수용되며, 이곳에서 액체와 기체로 분리된다. 액체와 기체는 챔버(35)로부터 개별 채널(36, 38)을 통해 회수된다.
유체 취급 구조(12)의 하면의 내주(inner periphery)(39)는 플레이트(40)를 형성하도록 내측 표면으로부터 멀리 공간(11) 내로 연장된다. 내주(39)는 방사선 빔(B)의 형상 및 크기와 매칭되도록 크기가 이루어질 수 있는 작은 개구를 형성한다. 플레이트(40)는 그 양측에서 액침 액체를 격리시키는 역할을 할 수 있다. 공급된 액침 액체는 개구를 향해 내측으로 흐르고는, 내부 개구를 통과하며, 그리고 나서 플레이트(40)의 아래로 둘레의 회수 개구(25) 쪽으로 반경방향 외측으로 흐른다.
일 실시예에서, 유체 취급 구조(12)는 도 2b의 우측에 도시된 바와 같이 2개의 부분: 내측 부분(12a)과 외측 부분(12b)으로 이루어질 수 있다. 내측 부분(12a)과 외측 부분(12b)은 대향 표면에 평행한 평면에서 서로에 대해 상대적으로 이동할 수 있다. 내측 부분(12a)은 공급 개구부(34)를 가질 수 있으며, 오버플로우 회수부(24)를 가질 수 있다. 외측 부분(12b)은 플레이트(40) 및 회수 개구부(25)를 가질 수 있다. 내측 부분(12a)은 내측 부분(12a)과 외측 부분(12b) 사이를 흐르는 액침 액체를 회수하기 위한 중간 회수부(42)를 가질 수 있다.
기판 지지부(WT)는 기판(W)을 지지하도록 구성된 기판 홀더(200)를 포함한다. 도 3은 일 실시예에 따른 기판 홀더(200) 및 (상부 부분의) 관련 기판(W)의 에지 영역을, 상부 부분에서는 단면도로 및 하부 부분에서는 평면도로 도시한다. 기판 홀더(200)는 본체 표면(212)을 갖는 본체(210)를 포함한다. 사용시 본체 표면(212)은 기판(W)의 하부 표면을 향한다.
본체 표면(212)의 중앙 영역(도 3에서는 좌측)에서는, 복수의 메인 돌기(main burl)(220)가 본체 표면(212)으로부터 돌출된다. 각각의 메인 돌기(220)는 기판(W)을 지지하도록 구성된 원위단(distal end) 표면을 갖는다. 메인 돌기들(220)은 평면에서 패턴으로 서로에 대해 배열된다. 패턴은 기판(W)을 지지하고 본체 표면(212) 쪽으로의 기판(W)의 임의의 만곡을 허용 가능한 양으로 저감시키기 위한 것이다.
각각의 메인 돌기(220)의 평면에서의 면적은 기판(W)의 평면에서의 면적에 비해 상대적으로 작다. 따라서, 메인 돌기들(220)은 기판(W)의 하면의 작은 영역에만 접촉한다. 이는 기판 홀더(200)로부터 기판(W)으로 오염이 전달될 기회를 저감시킨다.
기판(W)에 걸쳐 압력 차가 확립된다. 예를 들어, 기판 홀더(200)의 본체(210)와 기판(W) 사이의 공간은 기판(W) 위의 고압(higher pressure)보다 낮은 저압에 연결된다. 압력 차는 기판(W)을 기판 홀더(200)에 유지시키는 힘을 발생시킨다.
액침 리소그래피 장치에서는, 기판(W)의 노광 중의 적어도 특정 시간에 액체가 기판(W)의 에지에 인접하게 존재하게 된다. 기판 홀더(200)의 본체(210)와 기판(W)의 하면 사이의 저압으로 인해, 이 액체는 기판(W)의 에지 주위 및 기판(W) 아래로 흡인되게 된다. 기판(W)의 하면과의 액체의 접촉, 특히 메인 돌기들(220)이 기판(W)과 접촉하는 영역에서 액체의 접촉이 발생하는 것을 저감시키기 위해, 본체(210)의 본체 표면(212)으로부터 돌출된 제1 씰 부재(230)가 제공된다. 제1 씰 부재(230)는 복수의 메인 돌기(212)를 둘러싼다. 제1 씰 부재(230)는 기판(W)과 본체 표면(212) 사이에서 제1 씰 부재(230)를 지나서 반경방향 내측으로 액체의 통과를 제한하도록 구성된다. 제1 씰 부재(230)는 메인 돌기들(220)을 둘러싸는 연속적인(하지만, 단면이 반드시 균일하지는 않은) 장벽이다.
제1 씰 부재(230)의 하나의 목적은 메인 돌기들(220) 쪽으로 반경방향 내측으로 (바람직하지 않게 다습성일 수 있는) 가스의 흐름을 제한하는 것이다. 이는 기판(W)을 기판 홀더(200)에 클램핑하는데 필요한 저압이 메인 돌기들(220)의 주위에 발생될 수 있게 한다. 메인 돌기들(220)의 주위에 저압을 발생시키는 저압 소스가 오프될 때, 기판(W)이 기판 홀더(200)로부터 신속하게 제거될 수 있도록, 제1 씰 부재(230)의 위로 약간의 가스의 흐름을 허용하는 것이 유리하다. 제1 씰 부재(230)를 지나는 가스 흐름이 너무 낮으면, 메인 돌기들(220) 주위의 압력이 기판(W) 위의 압력과 동등하게 되는 데 걸리는 시간이 너무 길며, 그에 따라 기판(W)을 해제시키는 데 걸리는 시간이 너무 길다.
제1 씰 부재(230)는 사용시에 그 자체와 기판(W)의 하면 사이에 갭을 형성하도록 구성된 상부 표면(232)을 갖는다. 즉, 상부 표면(232)은 메인 돌기들(220)의 원위단 표면보다 본체 표면(212)에 어느 정도 더 가깝도록 구성된다. 이는 이러한 구성이 동일한 방향으로 액체의 통과를 제한하면서 기판(W)의 제거 직전에 제1 씰 부재(230)의 위로(기판(W)의 아래로) 가스가 흡인될 수 있게 하기 때문에 유리하다. 이는 기판(W)의 하면의 넓은 영역에 접촉함이 없이 달성되는데, 이러한 접촉은 제1 씰 부재(230)로부터 기판(W)으로의 오염의 전달을 유해하게 야기할 수 있다. 이는 또한 기판 홀더(200)로부터 기판(W)의 제거를 더욱 문제가 되게 한다.
제1 씰 부재(230)의 단면적은 평면에서, 메인 돌기들(220)의 단면적보다 훨씬 더 크다. 평면에서의 제1 씰 부재(230)의 상대적으로 넓은 면적은 기판(W)과 본체 표면(212) 사이에서 제1 씰 부재(230)를 지나서 반경방향 내측으로의 액체의 통과에 대해 보다 큰 저항을 초래한다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 복수의 메인 돌기(220) 중 반경방향으로 최외측의 메인 돌기(220)는 기판(W)의 에지로부터 꽤 먼 거리가 있다. 반경방향으로 최외측의 메인 돌기(220)의 반경방향의 외측에 기판(W)을 지지하는 어떠한 다른 피처도 없을 때에는, 기판(W)의 에지의 하향의 구부러짐이 발생할 수 있다. 이는 기판(W) 위와 비교하여 기판(W) 아래의 저압에 기인한다. 본 발명에서는, 반경방향으로 최외측의 메인 돌기(220)의 반경방향의 외측에서 기판(W)을 지지하기 위해, 복수의 마이너 돌기(minor burls)(240)가 제공된다. 마이너 돌기들(240)은 제1 씰 부재(230)의 상부 표면(232)으로부터 돌출된다. 각각의 마이너 돌기(240)는 기판(W)을 지지하도록 구성된 원위단 표면을 갖는다.
복수의 마이너 돌기(240)는 제1 씰 부재(230)를 따라 원주방향으로 제공된다. 복수의 마이너 돌기(240)는 이격될 수 있다. 복수의 마이너 돌기(240)는 모두가 기판 홀더(200)의 중심으로부터 동일하거나 상이한 반경방향 거리에 있을 수 있다. 평면에서의 각각의 마이너 돌기(240)의 단면적은 제1 씰 부재(220)의 단면적보다 훨씬 작다. 예를 들어, 제1 씰 부재(230) 상의 복수의 마이너 돌기(240)의 단면적의 합은 제1 씰 부재(230)의 총 단면적보다 훨씬 작은데, 예를 들면 적어도 10배 또는 15배 더 작다.
제1 씰 부재(230)의 반경방향 외측에는 복수의 취출 개구부(250)가 있다. 취출 개구부들(250)은 본체(210)에 형성된다. 취출 개구부들(250)은 저압 소스에 연결된다. 이에 의해, 취출 개구부들(250)에 도달하는 모든 액체는 본체(210)를 통해 취출된다. 이는 액체가 본체 표면(212)과 기판(W) 사이의 공간으로 더 들어가는 것이 제한됨을 의미한다. 취출 개구부들(250)은 또한 예를 들어, 취출될 액체가 존재하지 않을 때 가스를 취출할 수 있다. 취출 개구부들(250)을 통해 액체와 가스의 혼합물이 취출될 수도 있다.
취출 개구부들(250)은 제1 씰 부재(230)의 주위 전체에 걸쳐 서로 이격된다. 취출 개구부들(250)은 본체 표면(212)의 개별 개구부들(discrete openings)로서 도 3에 도시되고 있으나, 그렇지 않을 수도 있다. 예를 들어, 본체 표면(212)에 그루브(groove)가 형성될 수 있으며, 그루브의 저면에서 본체(210)로부터 취출 개구부들(250)이 나올 수도 있다. 그루브는 각 세그먼트에 하나 이상의 개구부를 갖는 상태로 세그먼트화될 수도 있다. 세그먼트들은 복수의 리세스로 보일 수도 있다.
취출 개구부들(250)을 저압에 연결함으로써, 기판(W)의 에지로 그 길을 찾아가는 액체가 취출 개구부들(250)을 통해 제거할 수 있다. 기판(W)의 에지가 더 이상 액체로 덮히지 않게 되면, 액체가 제거됨에 따라 기판(W)의 하면이 건조된다.
취출 개구부들(250)의 반경방향 외측에는 제2 씰 부재(260)가 있다. 제2 씰 부재(260)는 취출 개구부들(250)을 둘러싼다. 제2 씰 부재(260)는 제1 씰 부재(230)를 또한 둘러싼다.
제2 씰 부재(260)는 제1 씰 부재(230)와 유사할 수 있는데, 복수의 마이너 돌기(270)가 돌출한 상부 표면(262)을 갖는다. 제2 씰 부재(260)의 상부 표면(262) 상에 복수의 마이너 돌기(270)를 제공하는 이점은 기판(W)이 그 에지에 훨씬 더 가까이에서 지지된다는 것이다. 이는 그 에지가 지지되지 않음으로 인한 기판(W)의 변형을 더욱 저감시킨다.
도 3의 실시예에서는 마이너 돌기들(240, 270)이 제1 씰 부재(230) 및 제2 씰 부재(260) 양자 모두에 도시되고 있으나, 그러지 않을 수도 있다. 예를 들어, 제1 씰 부재(230)의 상부 표면(232)으로부터만 마이너 돌기들(240)이 돌출하거나 또는 제2 씰 부재(260)의 상부 표면(262)으로부터만 마이너 돌기들(270)이 돌출할 수도 있다. 두 경우 모두 마이너 돌기(240, 270)가 존재하지 않는 경우에 비해 기판(W)의 변형이 저감된다.
도 3에는 제1 및 제2 씰 부재(230, 260) 양자 모두가 도시되고 있으나, 제1 씰 부재(230)만 또는 제2 씰 부재(260)만 존재할 수도 있다. 제2 씰 부재(260)만 존재하면, 이 구성은 제1 씰 부재의 반경방향 내측에 복수의 취출 개구부(250)를 구비한 그 제1 씰 부재를 갖는 것으로 볼 수 있다. 이러한 구성에서 취출 개구부들(250)의 반경방향 내측에 제1 씰 부재(230)가 존재하면, 이는 제2 씰 부재인 것으로 볼 수 있다.
도 3의 실시예에서는, 사용시에, 본체 표면(212)과 기판(W) 사이의 기판 홀더(200)의 중앙 영역에 저압이 제공된다. 이 저압이 기판(W)이 기판 홀더(200)에 클램핑되는 이유이다. 이 클램핑 저압은 취출 개구부들(250)에 인접한 영역에서의 저압보다 더 낮은 크기(즉, 보다 완화된 진공)를 가질 수 있다. 이러한 구성은 메인 돌기들(220) 주위의 위치로부터 취출 개구부들(250) 쪽으로 반경방향 외측으로의 가스 유동, 및 기판(W)의 에지로부터 취출 개구부들(250) 쪽으로의 반경방향 내측으로의 유체 유동를 야기한다. 이러한 방식으로, 취출 개구부들(250)에 인접한 위치로 반경방향 외측으로의 가스 유동 때문에, 액체 및 가습된 가스는 취출 개구부들(250)의 위치보다 반경방향 내측으로 더 이동하는 것이 제한된다. 이에 의해, 기판(W) 아래로의 액체 침투의 정도가 저감된다. 제1 씰 부재(230)는 그 위에 액체를 갖지 않거나 존재하지 않기 때문에, 기판 홀더(200)로부터 기판(W)을 제거하는 것이 보다 수월하게 달성되며, 그래서 마모가 줄어든다. 마모는 기판(W)의 오염뿐만 아니라 기판 홀더(200)의 클램핑 특성의 변화 및 그에 따른 기판(W)의 변형을 초래할 수 있기 때문에 유해하다. 메인 돌기들(220)과 기판(W) 하부측 사이의 액체의 존재는 마모(기판 홀더(200)가 세라믹인 경우), 및 가능하게는 마찰 변동을 또한 야기할 수 있다. 기판(W)의 변형은 오염과 마찬가지로 이미징 에러(예를 들면, 오버레이 에러 및/또는 포커스 에러)를 야기할 수 있다. 기판(W)의 하부측에의 액체의 존재는 기판(W)의 열 안정성 문제 또는 기판(W)의 언로딩(unloading) 중에 액적(liquid droplets)이 손실될 때 어려움을 초래할 수 있기 때문에 일반적으로 유해하다. 따라서, 도 3의 기판 홀더(200)는 기판 에지에 대한 적소에서의 추가적인 지지, 제1 씰 부재(230)를 건조한 상태로 유지하기 위한 수단, 및 취출 개구부들(250) 너머로의 반경방향 내측으로의 액체의 유입을 방지하는 수단을 구비함으로써 이들 어려움 중 일부를 해소한다. 또한, 취출 개구부들(250) 너머로의 액체의 유입을 방지함으로써, 본체 표면(212)과 기판(W) 사이에 다습성 분위기가 회피된다. 다습성 분위기의 단점은 메인 돌기들(220)의 산화 가능성이다. 메인 돌기들(220)의 산화는 메인 돌기들(220)에 의해 지지되는 기판(W)의 달성 가능한 평탄성을 저하시키므로 유해하다.
도 4는 본 발명에 따른 기판 홀더(200)의 다른 실시예를 도시한다. 도면은 기판 홀더(200)의 에지 영역을, 상부 부분에서는 단면도로 및 하부 부분에서는 평면도로 도시한다. 도 4의 실시예는 아래에 설명되는 것을 제외하고는 도 3의 실시예와 동일하다. 대응하는 피처를 나타내기 위해 동일한 참조 번호가 사용된다.
도 4의 실시예에서는, 복수의 입구 개구부(280)가 본체 표면(212)에 형성된다. 입구 개구부들(280)은 취출 개구부들(250)의 반경방향 내측에 있다. 입구 개구부들(280)은 대기중에 개방되거나 가스 소스에 연결된다. 그 결과, 복수의 입구 개구부(280)로부터 복수의 취출 개구부(250) 쪽으로 반경방향 외측으로의 가스의 흐름이 발생된다. 이 가스 흐름은 기판(W)의 아래에서 반경방향 내측으로의 액체 및 다습성 가스의 유입에 대한 장벽을 형성한다. 기판(W)을 기판 홀더(200)에 클램핑하기 위해 기판 홀더(200)의 중심에 형성된 저압으로 인해, 복수의 입구 개구부(280)로부터 반경방향 내측으로의 가스의 흐름이 또한 발생된다. 메인 돌기들(220)의 영역에서 기판 홀더(200)의 중심에 생성된 저압은 취출 개구부들(250) 위에 생성된 저압과 동일한 크기일 수 있다. 취출 개구부들(250)에서의 저압은 메인 돌기들(220)에서의 저압보다 더 깊을(즉, 보다 큰 크기를 가짐) 수 있으며, 그래서 상부 표면(232) 위로 반경방향으로 외측으로의 유동을 또한 야기할 수 있다.
메인 돌기들(220)(및/또는 마이너 돌기들(270))은 제1 씰 부재(230)와 제2 씰 부재(260) 사이의 그루브의 깊이에 따라, 입구 개구부(280) 또는 취출 개구부(250)와 교호적으로 또는 입구 개구부(280)와 취출 개구부(250) 사이에 배치될 수 있다.
복수의 입구 개구부(280)는 본체 표면(212)의 그루브의 저면에 형성될 수 있다. 그루브는 연속적인 또는 불연속적인 원주방향 채널의 형태일 수 있다. 혹은, 복수의 입구 개구부(280)는 도시된 바와 같이 본체 표면(212)에 복수의 개별 개구부로서 형성될 수도 있다. 입구 개구부들(280)의 개수, 크기, 및 간격은 적절히 선택될 수 있다. 입구 개구부들(280)의 개수, 크기, 및 간격은 도시된 바와 같이 취출 개구부들(250)의 개수, 크기, 및 간격과 유사할 수 있다.
입구 개구부들(280)을 빠져 나가는 가스는 제습된 가스일 수 있기 때문에, 이는 메인 돌기들(220) 주위에 존재하는 가스의 습도를 더욱 저하시킨다. 혹은, 입구 개구부들(280)을 빠져 나가는 가스가 취출 개구부들(250) 쪽으로 흡인되는 경우, 가습된 가스가 입구 개구부들(280)로부터 제공될 수 있다. 이는 발생된 가스 흐름에서 액체의 증발을 저감시키고, 그에 의해 기판(W)의 하부측에서 및/또는 취출 개구부들(250)에서 및 보다 하류에서의 증발 열 부하(evaporative thermal load)를 저감시킨다. 입구 개구부들(280)의 제공은 또한 취출 개구부들(250)에 연결된 저압이 메인 돌기들(220) 둘레의 저압과 동일하게 될 수 있게 한다. 이는 도 3의 실시예에서와 같이, 저압이 메인 돌기들(220) 둘레의 저압보다 낮을 필요가 없으며, 그에 의해 기판(W)의 에지로부터 기판(W) 아래로 더 많은 액체를 흡인하므로 유리하다.
일 실시예에서, 취출 개구부들(250) 쪽으로 반경방향 내측으로의 가스 흐름은 균형을 찾는 표면적인 액체 흐름 및 표면적인 가스 흐름을 유발한다. 이는 액체가 취출 개구부(250)를 형성하는 관통공의 외측으로 흐르게 되고 기체가 관통공의 내측으로 흐르게 됨을 의미한다. 액체가 존재하면, 이런 유형의 2상 흐름이 발생하고 원활한 흐름이 달성될 수 있다. 바람직하게는 액체가 존재하지 않는 경우에, 입구 개구부들(280) 및 제2 씰 부재(260)의 흐름 제한에 의해 결정되는 저압은 제2 씰(260)의 최대 모세관 저압보다 높아야 한다. 즉, 가스 흐름은 상부 표면(262)과 기판(W) 사이의 갭에서 액체의 모세관 압력을 극복할만큼 충분히 크다. 이 조건이 충족되면, 제2 씰 부재(260) 위로의 가스 흐름은 제2 씰 부재(260)의 상부 표면(262)과 기판(W) 사이에 존재하는 어떠한 액체라도 제거할만큼 항상 충분해야 한다. 이는 제2 씰 부재(260)와 기판(W) 사이에 액체가 존재함으로 인해 기판 홀더(200)로의 인력(attraction)을 극복할 필요없이 기판(W)의 제거를 가능케 하므로 바람직하다. 전술한 바와 같이, 제1 씰 부재(230)와 기판(W) 사이에는 액체가 존재하지 않는다. 제1 및 제2 씰 부재(230, 260)와 기판(W) 사이에 액체의 부재는 기판(W)의 평탄성을 또한 증가시키게 된다.
도 5는 아래에 설명되는 것을 제외하고는 도 4의 실시예와 동일한 다른 실시예를 도시한다.
도 5의 실시예에서, 제2 씰 부재(260)는 제1 씰 부재(230)의 폭보다 반경방향으로 더 큰 폭을 갖는다. 취출 개구부들(250)은 제2 씰 부재(260)의 상부 표면(262)에 형성된다. 도시된 바와 같이, 제2 씰 부재(260)의 상부 표면(262)에 그루브(252)가 형성되고, 그루브(252)의 저면에 취출 개구부들(250)이 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 취출 개구부들(250)의 양 측면에서, 제2 씰 부재(260)의 상부 표면(262)에 2개의 마이너 돌기(270)가 형성된다. 이러한 마이너 돌기들(270)은 존재할 수도 있고 또는 존재하지 않을 수도 있으며, 이들은 취출 개구부들(250)의 반경방향 내측에만 또는 반경방향 외측에만 있을 수도 있다. 제2 씰 부재(260) 상의 반경방향 내측 및 외측의 마이너 돌기들(270)은 도시된 바와 같이 반경방향으로 일렬을 이룰 수도 있고, 또는 반경방향으로 서로에 대해 엇갈릴 수도 있다.
어떤 의미에서, 도 5의 실시예는 3개의 씰 부재, 즉 제1 씰 부재(230), 취출 개구부들(250)의 반경방향 내측의 씰 부재, 및 취출 개구부들(250)의 반경방향 외측의 제3 씰 부재를 갖는 것으로 볼 수 있다. 이는 그루브(252)가 그 저면 표면이 본체(210)의 본체 표면(212)과 실질적으로 동일 평면에 있도록 충분히 깊었다면 더욱 명백했을 것이다. 이러한 관점에서, 중간 씰 부재는 제1 씰 부재(230)와 제2 씰 부재(260) 사이뿐만 아니라 입구 개구부들(280)과 취출 개구부들(250) 사이에도 위치됨을 알 수 있다.
메인 돌기들(220)(및/또는 마이너 돌기들(270))은 입구 개구부들(280) 또는 취출 개구부들(250)과 교호적으로 배열될 수 있다.
도 5의 실시예의 이점은 입구 개구부들(280)로부터 취출 개구부들(250)로의 반경방향 외측으로의 가스의 흐름이 제2 씰 부재(260)의 반경방향 내측 부분의 상부 표면(262)과 기판(W) 사이의 협착부 위를 통과한다는 것이다. 이는 가스 흐름의 가속도를 초래하며, 그에 의해 밀봉 능력을 향상시키게 되는데, 이는 가스 흐름에 의해 발생된 힘이 상부 표면(232)과 기판(W) 사이의 액체의 모관력(capillary force)보다 큰 경우에 취출 개구부들(250)의 반경방향 내측으로 그 길을 찾아가는 모든 액체가 가속된 가스 흐름에 의해 취출 개구부들(250) 쪽으로 반경방향 외측으로 되밀려지기 때문이다.
도 5의 실시예에서는, 취출 개구부들(250)이 제2 씰 부재(260)에 위치되는 것 대신에 또는 이에 더해, 복수의 입구 개구부(280)가 제1 씰 부재(230)에 위치될 수도 있다. 이 구성은 입구 개구부들(280)로부터 취출 개구부들(250) 쪽으로 반경방향 외측으로의 가스 흐름이 제1 씰 부재(230)와 기판(W) 사이의 좁은 갭을 통과해야 하며 그래서 가스 흐름이 가속되고 이에 의해 구성의 밀봉 능력을 향상시키게 되므로, 도 5에 도시된 구성과 유사한 이점을 갖는다.
대체의 실시예에서는, 그루브(252)가 도 6 및 입구 개구부들(280)을 참조하여 아래에서 설명되는 리세스(284)와 유사한 복수의 리세스로 대체될 수 있다.
도 6의 실시예는 아래에 설명되는 것을 제외하고는 도 5의 실시예와 동일하다.
도 6의 실시예에서, 제2 씰 부재(260)의 상부 표면(262)에 형성된 그루브(252)의 저면에 있는 취출 개구부들(250)의 구성은 도 5의 실시예와 동일하다. 하지만, 입구 개구부들(280)이 제1 씰 부재(230)와 제2 씰 부재(260) 사이의 깊은 리세스의 저면에 제공되는 대신에, 도 6의 실시예에서의 입구 개구부들(280)은 제1 씰 부재(230)의 상부 표면(232)에 형성된 개별 리세스(284)의 저면에 제공된다. 이 실시예는 입구 개구부들(280)이 형성되는 제1 씰 부재(230), 입구들 또는 개구부들이 형성되지 않은 제2 씰 부재(260), 및 제1 씰 부재(230)와 제2 씰 부재(260) 사이에서 그루브(252)의 저면에 취출 개구부들(250)이 형성된 얕은 그루브(252)를 갖는 것으로 볼 수 있다.
리세스들(284)은 압력 분배기(pressure divider)이며, 가스 흐름을 정위치에 한정시킨다. 또한, 리세스들(284)은 입구 개구부들(280) 사이에 접선 흐름(접선류)을 발생시킨다. 이 접선 흐름은 입구 개구부들(280) 사이로부터 액체를 제거할 수 있다. 이 효과는 그루브(252)에 의해서도 또한 달성된다.
도시된 구성은 각 리세스(284)가 대응하는 입구 개구부(280)를 가짐을 도시하고 있으나, 구성은 다를 수 있으며, 그에 따라 하나의 리세스(284)가 2개 이상의 관련 입구 개구부(280)를 갖는다.
이 실시예 및 모든 다른 실시예에서, 아래에 설명되는 도 9의 실시예에서 외측 돌기들(300)이 취출 개구부들(250)과 교호적으로 배열되는 것과 같이, 마이너 돌기들(240)은 입구 개구부들(280)과 교호적으로 배열될 수 있다. 부가적으로 또는 대체로서, 마이너 돌기들(240)은 입구 개구부들(280)의 반경방향 내측에 및/또는 반경방향 외측에, 및 기판 홀더(200)의 중심으로부터 입구 개구부들(280)과 동일한 반경 거리에 일렬로 위치될 수도 있다.
도 7의 실시예는 아래에 설명되는 것을 제외하고는 도 5 또는 도 6의 실시예와 동일하다.
도 7에서는, 제1 씰 부재(230)의 상부 표면(232)에 그루브(290)가 형성된다. 그루브(290)는 그 저면 표면에 어떠한 개구부도 형성되지 않는다.
도 7의 하반부에서 알 수 있는 바와 같이, 그루브(290)는 제1 씰 부재(230)의 반경방향 외측으로부터 제1 씰 부재(230)의 반경방향 내측으로 가스의 제1 통로를 위한 미로형 씰(labyrinth seal)을 형성하는 형상을 가질 수 있다. 즉, 그루브(290)는 사행 경로(tortuous path)를 따라 제1 씰(230)의 반경방향 내측으로부터 제1 씰 부재(230)의 반경방향 외측으로 연장된다. 모든 다른 실시예들에서와 마찬가지로, 메인 돌기들(220) 및/또는 마이너 돌기들(240, 270)은 입구 개구부들(280) 및/또는 취출 개구부들(250)과 교호적으로(및/또는 반경방향 내측/외측에) 배열될 수 있다.
도 8은 아래에 설명되는 것을 제외하고는 도 5의 실시예와 동일한 실시예를 도시한다.
도 8의 실시예에서는, 제2 씰 부재(260)의 상부 표면(262)에 취출 개구부들(250)을 형성하고 제1 씰 부재(230)와 제2 씰 부재(260) 사이에 입구 개구부들(280)을 형성하는 대신에, 취출 개구부들(250)이 제1 씰 부재(230)와 제2 씰 부재(260) 사이에 형성되고, 입구 개구부들(280)이 제1 씰 부재(230)의 상부 표면(232)에 형성된다. 도 5의 실시예와 같이, 이는 3개의 씰 부재의 실시예로 볼 수 있다. 입구 개구부들(280)이 도 5에 도시되고 이를 참조하여 설명된 바와 같이 취출 개구부들(250) 주위에서 그루브 또는 개별 리세스의 저면 표면에 형성된, 연속적인 그루브 또는 개별 리세스가 제1 씰 부재(230)의 상부 표면(232)에 제공될 수도 있고 또는 제공되지 않을 수도 있다. 취출 개구부들(280)의 반경방향 내측 및 외측 중 한쪽 또는 양쪽 모두에서(또는 교호적으로) 제1 씰 부재(230)의 상부 표면(232)에 마이너 돌기들(240)이 제공될 수 있다. 도 5의 실시예의 제2 씰 부재(260) 상의 마이너 돌기들(270)과 같이, 마이너 돌기들(240)은 반경방향으로 정렬될 수도 있고 또는 정렬되지 않을 수도 있다.
도 9는 아래에 설명되는 것을 제외하고는 도 8의 실시예와 동일한 실시예를 도시한다.
도 9의 실시예에서는, 제1 씰 부재(230)의 상부 표면(232)에 메니스커스 피닝 피처(meniscus pinning feature)(291)가 제공된다. 메니스커스 피닝 피처(291)는 메인 돌기들(220)의 영역 주위로 연장된다. 메니스커스 피닝 피처(291)는 입구 개구부들(280)의 반경방향 외측에 있다. 메니스커스 피닝 피처(291)는 취출 개구부들(250)의 반경방향 내측에 있다.
메니스커스 피닝 피처(291)는 액체의 메니스커스를 정위치에 고정시키는 데 효과적인 피처, 예를 들면 날카로운 에지(292)를 갖는다. 메니스커스 피닝 피처(291)는 메니스커스에 힘을 가하는데, 이는 메니스커스가 메니스커스 피닝 피처(291)를 통과하기 위해서는 추가 에너지가 필요하다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 액체의 반경방향 내측으로의 이동에 대한 추가 장벽이 존재한다.
도 8의 실시예에서와 같이, 마이너 돌기들(240)은 제1 씰 부재(230)의 상부 표면(232) 상의 임의의 위치에 있을 수 있다. 부가적으로 또는 대체로서, 마이너 돌기들(270)은 제2 씰 부재(260)의 상부 표면(262) 상에 존재할 수도 있다.
도 9의 실시예에서, 취출 개구부들(250)은 메인 돌기들(220)의 영역에 인가된 저압보다 높은 저압으로 유지된다. 일 실시예에서는, 입구 개구부들(280)에도 또한 저압이 인가된다. 입구 개구부들(280)에 인가되는 저압은 메인 돌기들(220)의 영역에 인가되는 저압과 취출 개구부들(250)에 인가되는 저압 사이의 크기를 갖는다. 이러한 방식으로, 입구 개구부들(280) 너머로 반경방향 외측으로 가스의 흐름이 발생된다. 이 반경방향 외측으로의 가스의 흐름은 기판(W)과 기판 홀더(200) 사이의 액체의 메니스커스에 다른 힘을 제공한다.
메니스커스 피닝 피처(291)는 날카로운 에지(292)를 갖는 그루브로 도시되고 있으나, 메니스커스 피닝 피처(290)로서 기능하는 임의의 피처가 사용될 수도 있다. 대체의 피처는 메니스커스 피닝 피처(291)의 위치에서 액침 액체와 상부 표면(262)의 접촉각의 변화일 수 있다.
도 9에 도시된 것과 같은 메니스커스 피닝 피처(291)는 다른 실시예들 중 어느 것에도 사용될 수 있다. 메니스커스 피닝 피처(291)의 위치는 취출 개구부들(250)의 반경방향 내측에 가장 잘 배치된다.
도 10의 실시예는 아래에 설명되는 것을 제외하고는 도 3의 실시예와 동일하다.
도 10의 실시예에서, 마이너 돌기들(240, 270)은 선택적인 피처이다. 대신에 또는 부가적으로, 최외측의 메인 돌기(220)보다 반경방향으로 더 외측에서 기판(W)의 에지를 지지하기 위해, 제1 씰 부재(230)의 반경방향 외측에 복수의 외측 돌기(outer burls)(300)가 제공된다. 복수의 외측 돌기(300)는 본체 표면(212)으로부터 돌출된다. 복수의 외측 돌기(300) 각각은 기판(W)을 지지하도록 구성된 원위단 표면을 갖는다. 복수의 외측 돌기(300)는 도시된 바와 같이 제2 씰 부재(260)의 반경방향 내측에 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 외측 돌기(300)는 제1 씰 부재(230) 및 메인 돌기들(220)을 둘러싸는 열(line)로 취출 개구부들(250)과 교호적으로 배열된다.
이러한 방식으로, 기판(W)의 에지는 지지부를 갖는다. 이는 그 외측 에지에서 기판(W)의 변형을 저감시킬 수 있다. 일 실시예에서, 외측 돌기들(300)은 제2 씰 부재(260)의 반경방향 외측에 위치될 수도 있다. 도 10에 도시된 것과 같은 외측 돌기(300)는 도 3 내지 도 9 및 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명되는 실시예에서도 선택적으로 제공될 수 있다.
도 11은 아래에 설명되는 것을 제외하고는 도 10의 실시예와 동일한 실시예를 도시한다.
도 11에 도시되고 아래에 설명되는 제1 씰 부재(230) 및/또는 제2 씰 부재(260)의 기하학적 변경은 임의의 실시예들의 제1 씰 부재(230) 및/또는 제2 씰 부재(260)에도 적용될 수 있다.
도 11의 실시예에서는, 그 도면의 하부 부분에서 볼 수 있듯이, 제2 씰 부재(260)가 기판 홀더(200)의 원주 둘레에서 사행 경로(meandering path)를 따른다. 도 11에 또한 도시된 바와 같이, 제1 씰 부재(230)의 상부 표면(232) 상에 마이너 돌기들(240)이 형성된다. 마이너 돌기들(240)은, 예를 들면 인접한 요형(concave) 만곡 부분들(320)이 만나는 정점에 위치된다. 그래서, 복수의 마이너 돌기(240)는 제1 씰 부재(230)의 다른 부분들보다 기판 홀더(200)의 중심으로부터 더 멀리 연장되는 제1 씰 부재(230)의 부분들로부터 돌출된다. 제1 씰 부재(230) 및 제2 씰 부재(260)는 임의의 형상을 가질 수 있다. 제1 씰 부재(230) 상에 위치된 마이너 돌기들(240)은 제1 씰 부재(230)와 제2 씰 부재(260) 사이의 그루브의 그 반경방향 내측과 그 반경방향 외측이 동일한 면적을 갖는 원주방향 열(line) 상에 위치되는 것이 바람직하다. 따라서, 제1 씰 부재(230)와 제2 씰 부재(260)의 사이에 발생되는 저압은 마이너 돌기들(240)의 열의 양측에서 동일하며, 그래서 제1 씰 부재(230)와 제2 씰 부재(260) 사이의 영역에서의 큰 저압으로 인해 큰 굽힘 모멘트가 도입되는 일이 없다.
일 실시예에서, 제1 씰 부재(230)는 서로 결합된 복수의 요형 만곡 부분(320)에 의해 형성된다. 일 실시예에서, 제2 씰 부재(260)는 전체 형상보다 작은 반경을 갖는 복수의 만곡 부분(310) - 이들은 서로 결합되며 그래서 전체 형상을 형성함 - 에 의해 획정되는 평면에서의 전체 형상을 갖는다. 제2 씰 부재(260)는 (기판 홀더(200)의 내측으로부터 외측으로의 반경방향에 대해) 복수의 철형(convex) 만곡 부분(310)으로 형성된다.
예를 들면, 제1 씰 부재(230)와 제2 씰 부재(260) 사이에서 취출 개구부들(250)의 반경방향 내측에 입구 개구부들(280)이 또한 제공될 수 있다.
도 12의 실시예는 도 6의 실시예 및 도 11의 실시예의 피처들을 통합한다.
도 12의 실시예는 단일 씰 부재(230)를 갖는다. 단일 씰 부재(230)는 도 12의 중간에서는 평면도로 도시되고 도 12의 좌측 및 우측에서는 단면도로 도시되어 있다. 좌측 단면은 도 12의 평면도에 도시된 선 A-A를 통과하는 것이다. 도 12의 우측은 도 12의 평면도에서 선 B-B를 통과하는 단면을 도시한다.
씰 부재(230)는 상부 표면(232)에 복수의 입구 개구부(280)를 포함한다. 씰 부재(230)의 상부 표면(232)에는 취출 개구부들(250)도 또한 형성된다. 입구 개구부들(280)은 주위 압력원(ambient pressure source)에 또는 취출 개구부들(250)이 연결되는 저압보다 낮은 크기의 저압에 연결될 수 있다.
도 12의 실시예에서는, 하나 이상의 제1 리세스(510)가 씰 부재(230)의 상부 표면(232)에 형성된다. 제1 리세스(510) 각각은 적어도 하나의 관련 취출 개구부(250)를 갖는다. 하지만, 제1 리세스(510) 또는 각각의 제1 리세스(510)에는 2개 이상의 취출 개구부(250)가 존재할 수도 있다.
씰 번호(230)의 상부 표면(232)에는 하나 이상의 제2 리세스(520)가 형성된다. 제2 리세스(520) 각각은 그 내부에 형성된 하나 이상의 대응하는 입구 개구부(280)를 갖는다. 하지만, 제2 리세스(520) 또는 각각의 제2 리세스(520)에는 2개 이상의 입구 개구부(280)가 있을 수도 있다.
제1 및 제2 리세스(510, 520)는, 제1 리세스(510)와 제2 리세스(520) 사이에 장벽(550)이 형성되도록 형상이 이루어지고 위치된다. 장벽(550)은 기판(W)과 본체 표면(212) 사이에서 장벽(550)을 지나서 반경방향 내측으로 액체의 통과를 제한하도록 구성된다.
입구 개구부들(280) 내에서의 가스의 비교적 높은 압력으로 인해, 가스는 입구 개구부들(280)로부터 장벽(550) 위로 취출 개구부들(250) 쪽으로 흡인된다. 이 가스의 흐름은 장벽(550)를 통과함에 따라 가속되며, 그에 의해 장벽(550)과 기판(W)의 하부측 사이에 효과적인 가스 씰(gas seal)을 형성한다. 가스 흐름은 유리하게는 반경방향으로 유입되는 유체를 취출 개구부들(250) 쪽으로 지향시키도록 입구 개구부들(280)로부터 취출 개구부들(250) 쪽으로의 접선 성분을 갖는다.
복수의 취출 개구부(250)와 입구 개구부(280)의 상대적 위치 설정 및 장벽(550)의 크기와 형상은 도 12의 평면도에서 화살표로 도시된 유체 흐름을 야기한다. 즉, 취출 개구부들(250)에 인가되는 저압으로 인해, 유체는 씰 부재(230)의 반경방향 외부로부터 취출 개구부들(250) 내로 흡인되며, 취출 개구부들(250) 쪽으로의 접선 운동에 의해 집속된다.
일 실시예에서는, 장벽(550)으로부터 반경방향 외측으로 제1 연장부들(560)이 연장된다. 장벽(550)으로부터 반경방향 내측으로 제2 연장부들(570)이 연장된다. 제1 연장부(560) 및 제2 연장부(570)는 각각 제1 리세스(510) 및 제2 리세스(520)의 측벽을 획정하는데 효과적이다. 제1 연장부(560)는 장벽(550)으로부터 씰 부재(230)의 반경방향 외측 부분으로 연결된다. 제2 연장부(570)는 장벽(550)으로부터 씰 부재(230)의 반경방향 내측 부분으로 연결된다.
입구 개구부(280)로부터 인출된 가스가 그 입구 개구부(280)의 양측의 취출 개구부들(250) 쪽으로 흐르도록, 입구 개구부들(280)과 취출 개구부들(250)은 원주 방향으로 교호적으로 이루어진다. 이러한 방식으로, 실질적으로 씰 부재(230)의 원주 전체에 걸쳐 가스의 접선 흐름이 달성되며, 그에 따라 우수한 밀봉 특성이 이루어진다.
각각의 취출 개구부(250)가 제1 리세스(510)에 형성되고, 취출 개구부들(250)이 씰 부재(230)의 원주를 따라 서로 밀접하게 이격되어 있음으로 인해, 취출 개구부들(250)에 인가되는 저압으로 인해 기판(W)이 받는 힘은 원주 방향으로 균일하게 되며, 그에 따라 기판(W)의 변형이 더 작아진다.
입구 개구부들(280)이 대응하는 제2 리세스(520)의 저면에 위치됨으로 인해, 입구 개구부들(280)로부터의 가스 흐름은 제2 리세스(520)에 입구 개구부들(280)이 형성되지 않은 경우보다 장벽(550)의 더 넓은 영역에 걸쳐 확산된다.
선택적으로, 입구 개구부들(280)은 취출 개구부들(250)의 반경방향 외측으로 이격된다. 이는 반경방향으로 유입되는 유체 흐름을 인접한 취출 개구부들(250) 쪽으로의 2개의 스트림으로 분할하는 것에 도움을 준다. 2개의 취출 개구부(250) 중 하나 쪽으로의 유체 흐름의 이러한 분할은 장벽(550)의 형상 및 또한 아래에서 더 설명되는 제1 연장부들(560)의 (선택적인) 존재에 의해서도 또한 도움을 받는다.
취출 개구부들(250)이 입구 개구부들(280)의 반경방향 내측에 있도록, 하나 이상의 제1 리세스(510)는 제1 리세스(510)의 최내측 부분(innermost part)이 하나 이상의 제2 리세스(520)의 최외측 부분보다 기판 홀더(200)의 중심에 더 가깝도록 반경방향 내측으로 연장된다. 제1 리세스(510) 및 제2 리세스(520)의 형상은, 제1 리세스(510)의 경우에는 기판(W)의 중심 쪽으로 및 제2 리세스(520)의 경우에는 기판(W)의 중심으로부터 멀어지게 접선 방향으로 좁아지는 것을 포함한다.
장벽(550)은 일측(반경방향 외측)에서는 제1 리세스(510)의 측벽을 형성하고 타측(반경방향 내측)에서는 제2 리세스(520)의 측벽을 형성하는 것으로 볼 수 있다. 측벽은 장벽(550)의 제1 부분(552)과 제2 부분(554)의 세트에 의해 형성된다.
세트의 제1 부분(552)과 제2 부분(554)은, 제1 부분(552)과 제2 부분(554)이 반경방향 내측으로 연장됨에 따라 각각의 제1 정점(556) 쪽으로 서로 수렴한다. 복수의 취출 개구부(250) 중 하나를 제1 정점(556)에 인접하게 위치시킴으로써, 반경방향 내측으로의 유체의 흐름은 제1 부분(552)과 제2 부분(554)에 의해서뿐만 아니라 입구 개구부들(280)로부터 취출 개구부들(250) 쪽으로의 가스의 흐름에 의해서 지향된다. 취출 개구부들(250) 쪽으로의 유체 흐름의 이러한 지향은 취출 개구부들(250)의 취출 효율을 향상시킨다. 가스의 흐름은 유체의 흐름에 대한 접선 장벽(tangential barrier)을 형성하므로 제1 연장부(510)에 의해서도 또한 보조된다.
인접한 세트의 제1 부분(552)과 제2 부분(554)도 또한, 제1 부분(552) 및 제2 부분(554)이 반경방향 외측으로 연장됨에 따라 장벽(550)의 각각의 제2 정점(558) 쪽으로 서로 수렴한다. 유리하게는, 제2 정점들(558) 각각은 관련된 입구 개구부(280)를 갖는다.
제1 연장부들(560)은 제2 정점들(558)로부터 연장된다. 제2 연장부들(570)은 제1 정점들(556)로부터 연장된다.
취출 개구부들(250) 쪽으로의 유체 흐름의 안내를 또한 돕는 것은 씰 부재(230)의 평면에서의 전체적인 형상이다. 즉, 씰 부재(230)의 반경방향의 최외측 부분은 기판 홀더(200)의 중심으로부터의 거리가 변한다. 이는 도 12의 평면도에 도시된 파형(wavy) 패턴을 초래한다. 취출 개구부들(250)은 씰 부재(230)의 다른 부분들보다 기판 홀더(200)의 중심으로부터 더 멀리 연장되는 씰 부재(230)의 부분들과 원주방향으로 정렬되어 위치된다. 즉, (선 A-A와 같은) 기판 홀더(200)의 중심을 통과하는 가상선(imaginary line)은 취출 개구부(250) 및 씰 부재(230)의 반경방향의 최외측 부분을 통과한다. 도시된 바와 같이, 씰 부재(230)의 내측 표면에서도 유사한 구성이 선택적으로 이루어지는데, 입구 개구부들(280)은 씰 부재(230)의 다른 부분들보다 기판 홀더(200)에 더 가깝게 연장되는 씰 부재(230)의 부분들과 반경방향으로 정렬된다.
도시되지는 않았으나, 도 12의 실시예의 씰 부재(230)는 본 발명의 다른 실시예들과 연계하여 논의된 바와 같은, 복수의 마이너 돌기(240)를 포함할 수 있다. 마이너 돌기들(240)은 취출 개구부들(250) 및/또는 입구 개구부들(280)의 반경방향 내측에 및/또는 반경방향 외측에 위치될 수도 있고, 또는 입구 개구부들(280) 및/또는 취출 개구부들(250)과 실질적으로 일렬로 위치될 수도 있다.
도 13의 실시예는 단일의 제1 리세스(510)가 형성되는 것을 제외하고는 도 12의 실시예와 동일하다. 즉, 제1 연장부(560)가 없다. 대체로서 또는 부가적으로, 제2 연장부(570)도 없을 수 있다.
본 명세서에서는 IC의 제조에서 리소그래피 장치의 사용에 대해 구체적인 언급이 이루어질 수 있으나, 본 명세서에 기재된 리소그래피 장치는 다른 용도도 가질 수 있음을 이해해야 한다. 가능한 다른 용도로는 통합 광학 시스템의 제조, 자구(magnetic domain) 메모리용의 가이던스 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등이 포함된다.
본 명세서에서는 리소그래피 장치의 맥락에서 본 발명의 실시예들에 대해 구체적인 언급이 이루어질 수 있으나, 본 발명의 실시예들은 다른 장치에서도 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 물체를 측정 또는 처리하는 임의의 장치의 일부를 형성할 수도 있다. 이들 장치는 일반적으로 리소그래피 툴로 지칭될 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건 또는 주위(비진공) 조건을 사용할 수 있다.
상기에서는 광학 리소그래피의 맥락에서 본 발명의 실시예들의 사용에 대해 구체적인 언급이 이루어질 수 있으나, 맥락이 허용하는 한 본 발명은 광학 리소그래피에 국한되지 않으며 다른 용도, 예를 들면 임프린트 리소그래피에도 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
상기에서는 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었으나, 본 발명은 기재된 것과 다르게 실시될 수도 있음을 이해할 것이다. 상기 설명은 예시를 위한 것이지 한정하기 위한 것이 아니다. 그래서, 이하에 기재되는 청구범위의 범위로부터 일탈함이 없이 기재된 바와 같은 본 발명에 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게는 명백할 것이다.

Claims (9)

  1. 리소그래피 장치에 사용하기 위한, 기판을 지지하도록 구성된 기판 홀더로서,
    본체 표면을 갖는 본체;
    상기 본체 표면으로부터 돌출하는 복수의 제1 돌기(burl) - 각각의 돌기는 상기 기판을 지지하도록 구성된 원위단(distal end) 표면을 가짐 -;
    상기 본체의 에지 영역에서 상기 본체 표면으로부터 돌출하며 상부 표면을 갖는 제1 씰 부재(seal member) - 상기 제1 씰 부재는 상기 복수의 제1 돌기를 둘러쌈 -;
    상기 제1 씰 부재의 반경방향 외측으로 본체 표면에 배치되는 복수의 입구 개구부들 - 상기 복수의 입구 개구부들은 대기중에 개방되거나 가스 소스에 연결됨 -;
    상기 본체의 상기 에지 영역에서 상기 본체 표면으로부터 돌출하며 상부 표면을 갖는 제2 씰 부재;
    상기 본체와 상기 기판 사이로부터 상기 본체 내로 액체 및 가스를 포함하는 2 가지 상의 유체의 취출을 위해 상기 본체에 형성된 복수의 취출 개구부들;
    상기 본체의 상기 에지 영역에서 상기 본체 표면으로부터 복수의 취출 개구부들의 반경방향 외측으로 돌출하고, 상부 표면을 갖는 제3 씰 부재를 포함하고, 복수의 취출 개구부들은 액체가 취출 개구부의 외측을 따라 흐르고, 기체가 취출 개구부의 내측으로 흐르도록 구성되는,
    기판 홀더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 씰 부재, 상기 제2 씰 부재 및 상기 제3 씰 부재 중 적어도 하나의 상부 표면으로부터 도출된 복수의 제2 돌기 - 각각의 제2 돌기는 상기 기판을 지지하도록 구성된 원위단(distal end) 표면을 가짐 - 를 더 포함하는,
    기판 홀더.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 취출구들은 상기 제2 씰 부재와 상기 제2 씰 부재 사이의 그루브(groove)에 배치되는,
    기판 홀더.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 씰 부재는 상기 제1 씰 부재보다 반경방향에서 더 넓은 폭을 가지는,
    기판 홀더.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 입구 개구부들은 복수의 입구 개구부들로부터 복수의 취출 개구부들로의 반경방향 외측으로의 가스의 흐름이 제2 씰 부재의 상부 표면과 기판 사이의 협착부를 통과하도록 구성되는,
    기판 홀더.
  6. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 돌기는 상기 복수의 입구 개구부들 또는 상기 복수의 취출 개구부들과 교호적으로 배치되는,
    기판 홀더.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 취출 개구부들과 교호적으로 배치되는 복수의 제3 돌기를 더 포함하는,
    기판 홀더.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 씰 부재의 상부 표면에 형성된 그루브를 더 포함하고, 상기 그루브는 제1 씰 부재의 반경방향 외측으로부터 제1 씰 부재의 반경방향 내측으로 가스를 위한 사행 경로(tortuous path)를 제공하는,
    기판 홀더.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 상기 기판 홀더를 포함하는, 리소그래피 장치.
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