ОПОРНАЯ СТРУКТУРА ПОДЛОЖКИ, ПРИЖИМНОЙ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ БЛОК И УСТАНОВКА ДЛЯ ЛИТОГРАФИИ Российский патент 2015 года по МПК G03F7/00 G03F7/20 H01J37/20 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к опорной структуре подложки для прижатия подложки к ее поверхности.

2. Уровень техники

Прижатие подложки, например, пластины полупроводникового материала, к поверхности опорной структуры подложки, например, стола для приготовления полупроводниковых пластин, хорошо известно в полупроводниковой промышленности, и в частности, в установках для литографии. В таких установках для литографии на прижимаемой подложке формируют изображение, подвергая ее воздействию падающих фотонов или заряженных частиц, таких как ионы или электроны. Прижатие позволяет осуществлять высокопрецизионное формирование изображения на целевой части поверхности подложки.

Один способ прижатия состоит в откачке воздуха из пространства между подложкой и опорной структурой подложки, т.е., в создании вакуума между ними. Однако, если прижимаемую подложку необходимо обрабатывать в среде вакуума, этот способ не будет эффективным. Существуют различные другие решения для прижатия подложки в среде вакуума, например, посредством электромеханического прижатия. Однако это решение непригодно для использования в литографии с заряженными частицами из-за нежелательного влияния электрических полей, используемых для прижатия, вызванных пучками заряженных частиц.

Другой способ прижатия, в котором устранены вышеуказанные проблемы, состоит в использовании жидкого слоя, установленного для генерирования капиллярной силы, вследствие чего подложка прижимается к поверхности опорной структуры подложки. Адгезия жидкости к поверхностям подложки, с одной стороны, и к опорной структуре подложки, - с другой стороны, создает периферически простирающуюся жидкую поверхность, которая вогнутым образом распространяется между двумя поверхностями. Образованная таким образом вогнутая жидкая поверхность стремится к поддержанию своей формы, даже при приложении сил, отделяющих подложку от опорной структуры подложки. Жидкий слой может дополнительно служить целям усиления термического контакта между подложкой и поверхностью опорной структуры подложки, давая возможность структуре выдерживать повышенные термические нагрузки, не подвергаясь избыточному сжатию или расширению.

Однако прижатие с использованием жидкого прижимного слоя имеет множество недостатков. Испарение прижимного жидкого слоя с течением времени приводит к ослаблению прижимного усилия, что ограничивает полезный срок службы зажима. Утечка пара из жидкого слоя также является проблемой для многих применений, таких как способ литографии, в котором прижимаемую подложку вводят в вакуумную среду, и молекулы воды, получаемые из пара, протекающего в вакуумную камеру, являются загрязнителями, препятствующими процессу литографии. Конденсация пара из прижимной жидкости также может создать проблему, снижая срок службы прижимного устройства.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является обеспечение средства для прижатия подложки, которое решает проблемы, встречающиеся в предыдущих способах. С этой целью, изобретение обеспечивает опорную структуру подложки для прижатия подложки к поверхности посредством капиллярного слоя жидкости.

Поверхность имеет внешнюю кромку и включает в себя один или более опорных элементов подложки для приема прижимаемой подложки, причем один или более опорных элементов подложки устанавливают для обеспечения опоры для подложки во множестве опорных местоположений. Опорная структура подложки дополнительно включает в себя герметизирующую структуру, ограничивающую поверхность и имеющую верхнюю поверхность или кромку, образующую герметизирующий обод. Расстояние между внешней кромкой поверхности и самым внешним из опорных местоположений является большим, чем расстояние между внешней кромкой и герметизирующим ободом.

Опорную структуру подложки можно сконструировать таким образом, чтобы расстояние между герметизирующим ободом и самым внешним опорным местоположением было больше, чем максимальное расстояние между соседними опорными местоположениями. В некоторых вариантах осуществления расстояние между внешней кромкой поверхности и самым внешним опорным местоположением может быть больше или равно удвоенному расстоянию между внешней кромкой и герметизирующим ободом. В некоторых вариантах осуществления расстояние между герметизирующим ободом и самым внешним опорным местоположением больше или равно удвоенному максимальному расстоянию между соседними опорными местоположениями. В некоторых вариантах осуществления расстояние между внешней кромкой поверхности и самым внешним опорным местоположением больше или равно удвоенному максимальному расстоянию между соседними опорными местоположениями. Герметизирующий обод может быть установлен почти на одном уровне с верхней поверхностью опорных элементов подложки.

Один или более опорных элементов подложки могут обеспечивать опору для подложки в нескольких опорных местоположениях, расположенных в виде регулярного рисунка с постоянным шагом, и расстояние между герметизирующим ободом и опорными местоположениями, ближайшими к герметизирующему ободу, может быть установлено таким образом, чтобы оно превышало этот шаг.

Приемная поверхность опорной структуры подложки может дополнительно содержать части с различным капиллярным потенциалом для генерирования, во время прижатия, заданного капиллярного потока в жидком прижимном слое. Части с различным капиллярным потенциалом могут быть обеспечены по меньшей мере частично на периферии приемной поверхности опорной структуры подложки. В некоторых вариантах осуществления предварительно заданный капиллярный поток в жидком прижимном слое может быть направлен к периферии жидкого прижимного слоя, а в некоторых вариантах осуществления предварительно заданный капиллярный поток в жидком прижимном слое может возникнуть по меньшей мере частично, в одном или более каналах на поверхности опорной структуры подложки.

Части с различным капиллярным потенциалом могут иметь различные уровни высоты и/или различное сродство к прижимной жидкости и/или различающиеся качеством обработки поверхности или материалом поверхности, или покрытием поверхности, для обеспечения разности капиллярных потенциалов. Поверхность опорной структуры подложки может содержать часть с более низким капиллярным потенциалом по периметру поверхности опорной структуры подложки в одном или более предварительно заданных местоположениях, тогда как большая часть периметра обладает более высоким капиллярным потенциалом.

По меньшей мере часть поверхности с более низким капиллярным потенциалом может принимать форму одного или более каналов, и один или более каналов может содержать одну или более искривленных частей. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть одного или более каналов принимает форму спирали, а в некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть одного или более каналов имеет змеевидную форму. Площадь поверхности одного или более каналов может быть установлена таким образом, чтобы она охватывала менее чем 25% поверхности опорной структуры подложки. В некоторых вариантах осуществления площадь поверхности одного или более каналов равномерно распределена по поверхности опорной структуры подложки.

Вокруг приемной поверхности может быть обеспечена канавка, причем канавка содержит более высокую ступенчатую часть по периметру поверхности. Разность высот между верхней поверхностью опорных элементов подложки и ступенчатой частью канавки может быть больше или равна удвоенной высоте опорных элементов подложки.

Приемная поверхность также может быть обеспечена приподнятыми структурами для формирования множества отсеков, а высота приподнятых структур может быть меньше высоты опорных элементов подложки. В некоторых вариантах осуществления разность высот между приподнятыми структурами и опорными элементами подложки составляет по меньшей мере 1,5 микрон.

Опорная структура подложки также может включать в себя резервуар для жидкости, предназначенный для хранения жидкости, и систему переноса пара, соединяющую резервуар с приемной поверхностью опорной структуры подложки, для подачи пара из резервуара для жидкости в капиллярный слой. Резервуар может простираться под приемной поверхностью, причем резервуар может содержать полость, большая часть которой расположена под приемной поверхностью, а меньшая часть простирается за периферию приемной поверхности. Объем для хранения жидкости в резервуаре может быть больше, чем объем капиллярного слоя жидкости. В некоторых вариантах осуществления резервуар отделяется от приемной поверхности.

Опорная структура подложки также может включать в себя систему удаления жидкости, предназначенную для удаления жидкости, окружающей приемную поверхность. Система удаления жидкости может включать в себя газораспределительную систему. Газораспределительная система может содержать по меньшей мере один газовпускной патрубок, предназначенный для подачи газа, и по меньшей мере один газовыпускной патрубок, предназначенный для удаления газа. Газораспределительная система может иметь множество газовпускных и газовыпускных патрубков в позициях, расположенных на одинаковом расстоянии друг относительно друга.

Согласно другому своему аспекту, изобретение относится к комбинации опорной структуры подложки и подложки, прижатой к поверхности опорной структуры подложки посредством капиллярного слоя жидкости, причем поверхность содержит один или более опорных элементов подложки, предназначенных для приема подложки и установленных для обеспечения опоры для подложки в одном или более опорных местоположениях. Опорная структура подложки дополнительно содержит герметизирующую структуру вокруг поверхности и имеет верхнюю поверхность или кромку, образующую герметизирующий обод. Расстояние между герметизирующим ободом и одним самым внешним из опорных местоположений достаточно велико, вследствие чего в ходе прижатия подложки подложка изгибается книзу, уменьшая или устраняя зазор между герметизирующим ободом и нижней поверхностью подложки.

Во время прижатия подложки зазор может уменьшаться, вследствие чего нижняя поверхность подложки соприкасается с герметизирующим ободом. В некоторых вариантах осуществления герметизирующий обод по существу находится на одном уровне с верхней поверхностью опорных элементов подложки. Эта комбинация может быть установлена таким образом, чтобы расстояние между герметизирующим ободом и самым внешним опорным местоположением было больше или равно удвоенному максимальному расстоянию между соседними опорными местоположениями. В некоторых вариантах осуществления расстояние между периферией капиллярного жидкого слоя и самым внешним опорным местоположением бывает больше, чем расстояние между периферией капиллярного жидкого слоя и герметизирующим ободом.

Приемная поверхность может дополнительно содержать части с различным капиллярным потенциалом для создания, в ходе прижатия, предварительно заданного капиллярного потока в жидком прижимном слое. В некоторых вариантах осуществления предварительно заданный капиллярный поток в жидком прижимном слое направлен к периферии жидкого прижимного слоя, а в некоторых вариантах осуществления предварительно заданный капиллярный поток в жидком прижимном слое возникает по меньшей мере частично в одном или более каналов на поверхности опорной структуры подложки.

Является очевидным, что открытый в настоящий момент принцип может быть различными способами осуществлен на практике.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Различные особенности изобретения будут дополнительно разъяснены со ссылкой на варианты осуществления, показанные на чертежах, на которых:

ФИГ.1 представляет собой разрез, схематически иллюстрирующий прижимной слой между двумя по существу плоскими структурами;

ФИГ.2А представляет собой разрез опорной структуры подложки, пригодный для прижатия подложки посредством прижимного слоя;

ФИГ.2В представляет собой вид сверху опорной структуры подложки согласно ФИГ.2А;

ФИГ.3 представляет собой разрез, схематически иллюстрирующий способ испарения вдоль внешней поверхности прижимного слоя;

ФИГ.4А и 4В представляют собой разрезы опорной структуры подложки, включающей в себя герметизирующую структуру;

ФИГ.5 схематически иллюстрирует принцип отслаивания подложки;

ФИГ.6 схематически иллюстрирует принцип испускания пара во внешнюю среду;

ФИГ.7А и 7В схематически иллюстрируют эффект от альтернативного размещения опорных элементов подложки, по сравнению с ФИГ.6;

ФИГ.8А и 8В схематически иллюстрируют различные капиллярные потенциалы;

ФИГ.9 представляет собой разрез опорной структуры подложки, включающей в себя периферический обод;

ФИГ.10А-10С представляют собой виды сверху опорной структуры подложки согласно ФИГ.9, которые дополнительно схематически иллюстрируют принцип повторного прижатия.

ФИГ.11А представляет собой вид сверху опорной структуры подложки, имеющей области с различным капиллярным потенциалом;

ФИГ.11В представляет собой вид сверху опорной структуры подложки согласно ФИГ.11А, с прижимным слоем;

ФИГ.12 представляет собой вид сверху опорной структуры подложки, со спиральным каналом;

ФИГ.13А, 13В схематически иллюстрируют принцип формирования пустот и/или порообразования;

ФИГ.14 схематически иллюстрирует принцип огораживания пустот;

ФИГ.15 представляет собой вид сверху опорной структуры подложки с отсеками;

ФИГ.16А схематически иллюстрирует конденсацию в опорной структуре подложки, с использованием жидкого прижимного слоя;

ФИГ.16В схематически иллюстрирует опорную структуру подложки, включающую в себя канавку с приподнятой частью;

ФИГ.17А представляет собой вид сверху опорной структуры подложки с каналом, имеющим змеевидную форму;

ФИГ.17В представляет собой поперечный разрез части опорной структуры подложки согласно ФИГ.15.

ФИГ.17С представляет собой перспективное изображение части опорной структуры подложки;

ФИГ.18А представляет собой разрез опорной структуры подложки, включающей в себя резервуар; и

ФИГ.18В представляет собой разрез опорной структуры подложки, включающей в себя резервуар и периферический обод.

ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее следует описание различных вариантов воплощения изобретения, приведенное лишь в качестве примера и со ссылкой на чертежи.

ФИГ.1 представляет собой разрез, схематически иллюстрирующий слой 1 жидкости, расположенный между первой подложкой 2, например, пластиной полупроводникового материала, и второй подложкой 3, например, опорной структурой подложки, такой как столик для полупроводниковых пластин. Подходящей жидкостью для использования в применениях, относящихся к литографии, является вода. Устройство, содержащее первую подложку 2 и вторую подложку 3, прижатые друг к другу посредством жидкого слоя 1, дополнительно называемого прижимным слоем, так, как показано на ФИГ.1, далее будет называться «зажимом».

Поскольку толщина прижимного слоя обычно бывает очень мала, и поскольку в таких случаях капиллярные силы имеют значение, прижимной слой также можно называть капиллярным слоем. Первая и вторая подложки 2, 3 имеют по существу плоскую поверхность, соответственно, 5, 6. Номинальное расстояние между противолежащими поверхностями 5, 6 первой и второй подложки 2, 3 задано высотой h. Прижимной слой 1 имеет внешнюю жидкую поверхность 8, также называемую мениском, который обычно имеет вогнутую форму из-за адгезионной связи жидкости с первой подложкой 2 и второй подложкой 3. В случае использования воды в качестве прижимной жидкости, ван-дер-ваальсовы силы, возникающие вследствие биполярного строения молекулы Н₂О, заставляют молекулы прилипать друг к другу (поверхностное натяжение) и к другим поверхностям (адгезия).

Вогнутость внешней жидкой поверхности 8, также называемая кривизной мениска, зависит от краевого угла смачивания между внешней жидкой поверхностью 8 и поверхностью 5 первой подложки 2, и от краевого угла смачивания между внешней жидкой поверхностью 8 и поверхностью 6 второй подложки 3. Соответствующие краевые углы смачивания зависят от жидкости, используемой в прижимном слое 1, а также от свойств материалов двух подложек 2, 3. Кроме того, кривизна мениска обеспечивает перепад давлений через внешнюю жидкую поверхность 8. Более высокая кривизна мениска, т.е., более вогнутая внешняя поверхность обеспечивает более высокий перепад давлений. Что касается прижимного слоя, скрепляющего между собой две структуры с фактически плоскими противолежащими поверхностями, то более подробно об этом сказано в Международной патентной заявке WO2009/011574, которая полностью включена в настоящий документ.

ФИГ.2А и 2В схематически показывают разрез и вид сверху опорной структуры 13 подложки, пригодной для прижатия подложки 12 посредством прижимного слоя 11, таким образом, как было описано применительно к ФИГ.1. Опорная структура 13 подложки содержит поверхность 16, снабженную одним или более опорными элементами 17 подложки.

Опорные элементы 17 подложки установлены таким образом, чтобы они задавали и поддерживали расстояние между подложкой 12 и опорной структурой 13 подложки. Они могут принимать форму наростов, как показано на ФИГ.2А, 2В, или одного или более гребней. Дополнительно или в качестве альтернативы, по поверхности 16 может быть равномерно распределено множество распорок, например, стеклянных зерен, зерен SiO₂, и т.п., служащих в качестве опорных элементов подложки.

Опорные элементы 17 подложки могут быть установлены для снижения деформации подложки, вызванной силой прижатия, порождаемой прижимным слоем 11. Их присутствие может, например, ослабить изгиб подложки. Кроме того, присутствие опорных элементов 17 подложки может снизить влияние загрязнения, вызванного частицами на обратной стороне 15 подложки 12.

Шаг опорных элементов 17 подложки может быть выбран, исходя из требований, установленных для того, чтобы вызвать максимальное отклонение подложки за счет сил прижатия, воздействующих на прижимной слой. Контактная поверхность, приходящаяся на опорный элемент 17 подложки такова, что она является достаточной, чтобы выдержать деформацию и/или разрушение при приложенном давлении прижатия. Является предпочтительным, чтобы кромки контактного элемента были скруглены, для снижения вероятности загрязнения частиц, например, в ходе операций очистки. Типичное значение для диаметра нароста с круговой контактной поверхностью может находиться в диапазоне 10-500 микрон, например, 200 микрон. Типичное значение шага для нескольких наростов может находиться в диапазоне 1-5 мм, например, 3 мм.

Номинальная высота опорных элементов 17 подложки определяет расстояние между подложкой 12 и поверхностью 16 опорной структуры 13 подложки. Номинальная высота, кроме того, оказывает влияние на получаемое давление прижатия. Выбор номинальной высоты опорных элементов 17 подложки, как правило, является компромиссом между желаемым давлением прижатия и правдоподобным риском искривления, вызванного частицами.

Более низкая высота в основном повышает получаемое давление прижатия. Более высокое давление прижатия обычно повышает стабильность зажима. Дополнительно, более низкая номинальная высота снижает толщину прижимного слоя, и следовательно усиливает теплоперенос между подложкой 12 и опорной структурой 13 подложки.

С другой стороны, хотя в вакуумной системе не присутствует много блуждающих частиц, их появление на поверхности опорной структуры подложки может вызвать серьезную локальную нестабильность, в частности, если их размер превышает номинальную высоту опорных элементов 17 подложки. Следовательно, большая высота снижает вероятность столкновения с таким негативным воздействием.

Другие параметры, которые можно изменять для получения желаемого давления прижатия, включают в себя свойства материала подложки 12, свойства материала поверхности 16 опорной структуры 13 подложки, площадь поверхности 16, форму и количество опорных элементов 17 подложки, шаг опорных элементов подложки и тип жидкости, используемой для создания прижимного слоя 11. В качестве конкретной меры, одну или обе контактирующие поверхности подложки 12 и опорную структуру 13 подложки можно подвергнуть поверхностной обработке или покрыть материалом, воздействующим на краевой угол смачивания между жидкостью, образующей прижимной слой 11, и соответствующей контактной поверхностью.

Поверхность 16 опорной структуры 13 подложки может быть ограничена канавкой или каналом 19, или аналогичной структурой. Канавку 19 можно использовать в способе для установления зажима. Для этой цели канавку 19 можно соединить с системой кондиционирования жидкости и/или системой кондиционирования газа. В способе установления зажима одно или более действий, включая подачу прижимной жидкости, удаление избыточной жидкости и распределение сухого газа можно осуществлять через канавку 19. Является предпочтительным, чтобы операция газораспределения включала в себя распределение сухого газа по периферии внешней поверхности опорной структуры подложки, для облегчения дальнейшего удаления избыточной прижимной жидкости, для обеспечения установления зажима. Подходящие сухие газы для использования в операции газораспределения включают в себя азот и инертные газы, такие как аргон, хотя можно использовать и другие газы.

Систему кондиционирования жидкости можно выполнить с возможностью подачи жидкости на поверхность опорной структуры подложки и/или, после размещения подложки поверх слоя жидкости, - для удаления жидкости из-под подложки, чтобы обеспечить формирование прижимного слоя. Более подробно о формировании прижимного слоя с использованием внешней подачи жидкости и системы удаления жидкости с использованием канавки описано в патентной заявке US 12/708543, содержание которой полностью включено в настоящий документ в виде ссылки.

В свою очередь, канавка 19 может быть ограничена герметизирующей структурой 21, для ограничения утечки пара из прижимного слоя 11 и канавки 19 в окружающую среду. Является предпочтительным, чтобы верхняя сторона герметизирующей структуры 21 находилась на уровне, имеющем высоту, соответствующую номинальной высоте опорных элементов 17 подложки.

Как было упомянуто ранее, канавка 19 может находиться в контакте с газораспределительной системой, например, через один или более газовпускных патрубков 23 и один или более газовыпускных патрубков 25. При наличии герметизирующей структуры 21, поток газа может быть установлен между поверхностью опорной структуры 16 подложки, обеспеченной жидким слоем и герметизирующей структурой 21, с образованием, таким образом, потока в канале, как показано на ФИГ.2В пунктирными стрелками.

Один или более газовпускных патрубков 23 и один или более газовыпускных патрубков 25 могут быть симметрично расположены вдоль канавки 19. В варианте осуществления согласно ФИГ. 2 В, имеются два газовпускных патрубка 23 и два газовыпускных патрубка 25. Газовпускные патрубки 23 и газовыпускные патрубки 25 могут быть размещены таким образом, чтобы первая воображаемая линия 27, образованная за счет соединения двух газовпускных патрубков 23, и вторая воображаемая линия 29, образованная за счет соединения двух газовпускных патрубков 25, были по существу перпендикулярны друг другу.

В некоторых вариантах осуществления, показанных на чертежах, канавка 19, герметизирующая структура 21, или относящиеся к ним компоненты, не показаны. Однако следует понимать, что такие варианты осуществления также могут включать в себя эти признаки, и эта канавка и/или герметизирующая структура также могут быть опущены из показанных вариантов осуществления, имеющих эти признаки.

ФИГ.3 представляет собой разрез, схематически иллюстрирующий процесс испарения из жидкого прижимного слоя 1. Это испарение на границе жидкого слоя, т.е., испарение на вогнутой жидкой поверхности, оказывает негативное влияние на стабильность зажима. Из-за испарения, местоположение внешней жидкой поверхности 8 может смещаться вовнутрь к новому местоположению, с образованием внешней жидкой поверхности 8'. В результате этого смещения, площадь поверхности, покрытая жидким прижимным слоем 1, снижается, и, таким образом, площадь поверхности, используемая для прижатия друг к другу поверхностей 2 и 3, уменьшается. В результате, стабильность и прочность зажима снижается. Если площадь поверхности, покрытая прижимным слоем 1, становится слишком маленькой, прижатие может прерваться, и поверхности 2 и 3 не будут больше скреплены друг с другом.

При исследовании причин дефекта прижатия, авторы изобретения выявили, что одним из основных механизмов, который вызывает прерывание прижатия, является механизм, называемый здесь отслаиванием подложки. ФИГ.5 схематически иллюстрирует концепцию отслаивания подложки. Не привязываясь к теории, можно предположить, что из-за изменения скорости испарения вдоль внешней поверхности жидкого прижимного слоя 11, кромка подложки 12 может начать подниматься вверх от опорной структуры 13 подложки в точке с максимальным испарением, из-за отступления жидкого прижимного слоя. Движение подъема схематически отображено на ФИГ.5 стрелкой 71. Из-за этого отслаивания, пар может легче утекать из жидкого прижимного слоя 11 (показано стрелкой 72). Дополнительно, площадь поверхности внешней жидкой поверхности 18 жидкого прижимного слоя 11 повышается, что приводит к повышению скорости испарения. Кроме того, локальное отслаивание приводит к дальнейшему отступлению прижимного слоя 11 от поверхности, где возникает отслаивание, что приводит к дальнейшему отслаиванию и разжатию. Таким образом, локальное отслаивание может существенно ограничить срок службы зажима.

Является желательным продлить средний срок службы зажима, в частности, для использования в применениях, относящихся к литографии, таким образом, чтобы можно было поддерживать прижатие, и чтобы подложка находилась бы в прижатом состоянии во время проводимой иногда очень долго обработки прижатой подложки. Срок службы зажима можно продлить с использованием различных мер. Они включают в себя, например, размещение герметизирующей структуры вокруг прижимной жидкости для фактического перекрытия периферического отверстия, обращенного к прижимной жидкой поверхности, с обеспечением консольного расположения подложки, для достижения фактического перекрытия периферического отверстия между подложкой и герметизирующей структурой или поверхностью опорной структуры подложки, с модификацией поверхности опорной структуры подложки таким образом, чтобы она включала в себя области с различным капиллярным потенциалом для локализации капиллярного слоя, и размещение резервуара жидкости для осуществления расходуемого испарения внутрь области, расположенной вокруг прижимной жидкости. В дополнение, поверхность опорной структуры подложки может быть разделена на отсеки, для предотвращения распространения пузырьков в слое прижимной жидкости, а вокруг периметра поверхности со ступенчатой частью можно использовать канавку для поглощения конденсирующихся капель, для предотвращения появления помех для слоя прижимной жидкости. Эти меры, разъясненные здесь более подробно, можно использовать по отдельности или в любом сочетании друг с другом.

Другая проблема для использования зажима в среде вакуума состоит в предотвращении избыточной утечки прижимной жидкости в вакуум. Это имеет важное значение для таких применений, как литография заряженных частиц, которую осуществляют в вакуумной камере, где избыточная вода в камере приносит ущерб процессу литографии. Использование герметизирующей структуры и/или консольного расположения, каждой из этих мер по отдельности или их сочетания с другими мерами, может быть выгодным для снижения утечки пара из слоя прижимной жидкости, а также для продления срока службы зажима.

Герметизирующая структура

Как было указано выше, герметизирующая структура может быть использована для фактического перекрытия периферического отверстия, обращенного к поверхности прижимной жидкости, такая как пароограничивающая кольцеобразная структура или обод 21 вокруг прижимной жидкости, описанные выше. ФИГ.4А показывает опорную структуру 13 подложки с герметизирующей структурой 21 в форме приподнятого обода. Является предпочтительным, чтобы верхняя кромка 22 герметизирующей структуры имела уровень, соответствующий по высоте с опорными элементами 17 подложки, таким образом, чтобы герметизирующая структура соприкасалась с подложкой близко к ее периметру или образовывала узкий зазор между герметизирующей структурой и подложкой. Такое расположение может функционировать для фактического перекрытия периферического отверстия, обращенного к поверхности прижимной жидкости, для снижения утечки пара. Образование замкнутого пространства вокруг прижимной жидкости (в данном случае, образованного ободом 21, канавкой 19, прижимной жидкостью 11 и нижней поверхностью подложки 12) также может способствовать повышению срока службы зажима, позволяя прижимной жидкости и ее пару достигать парциального давления, со снижением, таким образом, скорости испарения из прижимной жидкости.

Герметизирующая структура 21 может содержать жесткую верхнюю поверхность 22, или один или более упруго деформируемых элементов, таких как кольцевые уплотнения или стопорные кольца, например, изготовленные из вайтона или резины, которые можно использовать на верхней поверхности для содействия созданию пароизоляции от подложки. Кольцевое уплотнение 24, показанное в варианте осуществления согласно ФИГ.4В, было расположено в выемке в герметизирующей структуре таким образом, чтобы верх кольцевого уплотнения был расположен на уровне опорных элементов подложки. Кольцевое уплотнение может быть снабжено насечкой на радиальной стороне, например, на радиальной стороне, обращенной к центру опорной структуры 13 подложки, таким образом, чтобы кольцевое уплотнение могло быть сжато между опорной структурой 13 подложки и подложкой 12, без чрезмерного усилия, но с достаточным усилием для ограничения утечки пара. В качестве альтернативы или дополнительно, в верхней поверхности герметизирующей структуры 21, простирающейся вверх, может быть сформирован жесткий гребень или режущая кромка (например, гребень 26, показанный на ФИГ.7В), с образованием внешнего уплотнительного кольца.

Узкий герметизирующий обод (т.е., узкая верхняя поверхность герметизирующей структуры) снижает вероятность того, что частицы или загрязнители будут оседать на верхней поверхности герметизирующего обода, захватываться между подложкой и ободом, и будет образован зазор, через который пар сможет утекать. Однако более широкий герметизирующий обод создает более длинный путь выхода для утечки пара, обеспечивая большее сопротивление для выхода пара. Таким образом, найден компромисс между узким и широким герметизирующим ободом (ср., например, ФИГ.7А и 7В, описанные ниже). Более широкий герметизирующий обод, когда подложка контактирует с ним надлежащим образом, делает более длинным ограниченный путь утечки, повышая сопротивление потоку для пара, утекающего сквозь уплотнение, и снижая скорость утечки. Однако широкий герметизирующий обод также увеличивает область, чувствительную к мелким частицам, которые, будучи улавливаемыми между подложкой и герметизирующим ободом, будут вызывать локальное отклонение подложки и подтекание уплотнения. Оптимальная толщина герметизирующего обода, таким образом, зависит от чистоты окружающей среды и вероятности наличия частиц, повреждающих уплотнение.

Верхняя поверхность герметизирующей структуры или верхняя кромка внешнего уплотнительного кольца может быть сделана очень гладкой, во избежание нежелательных зазоров между кольцом и нижней поверхностью подложки.

Является предпочтительным, чтобы верхняя поверхность 22 герметизирующей структуры 21, верхние поверхностные упруго деформируемые элементы 24 или верхняя кромка гребня 26 были расположены на уровне или ниже уровня верхней поверхности опорных элементов подложки. Верхняя поверхность или кромка выше верхней поверхности опорных элементов подложки может вызывать отслаивание подложки, что снижает срок службы капиллярного зажима.

Было обнаружено, что использование герметизирующей структуры, как было описано выше для получения узкого зазора или уплотнения относительно подложки, имеет некоторые проблемы. Эффект подъема, вызванный давлением пара, и зазоры, вызванные изгибом, искривлением или деформацией подложки, не компенсируется при таком расположении. Более того, эффективность уплотнения будет непредсказуемой из-за непредсказуемой природы таких деформаций подложки. Кроме того, при такой конструкции, как правило, будет иметь место определенная номинальная утечка пара. Жесткая герметизирующая структура будет допускать номинальную утечку через узкий зазор, образованный относительно подложки, и деформируемая герметизирующая структура, такая как кольцевое уплотнение или стопорное кольцо, будет обладать определенной шероховатостью (примерно 100 нм или более), что также допускает номинальную утечку.

ФИГ.6 схематически иллюстрирует утечку пара, вызванную подъемом или прогибом кромки подложки. Пар, испаряемый из жидкого прижимного слоя, высвобождается в пространство вокруг прижимной жидкости, включая канавку 19, как показано пунктирной областью. Если давление в этом пространстве превышает определенное пороговое значение, подложка слегка приподнимется (как показано стрелками, направленными вверх), тогда как оставшаяся часть подложки продавливается вниз (как представлено стрелками, направленными вниз). Зазор между подложкой и герметизирующей структурой увеличивается, и пар «уходит» в окружающую среду, что схематически представлено стрелкой 74. Этот подъем кромки подложки и расширение зазора также могут возникнуть из-за прогиба подложки или других искажений форм подложек. Это может представлять собой серьезную проблему при использовании очень тонких подложек.

Это может представлять собой серьезную проблему, когда установка окружена вакуумной средой. В литографических применениях, осуществляемых в среде с пониженным давлением, является желательным поддерживать выбросы пара в вакуумную среду на минимальном уровне.

Консольное расположение

Для решения проблем, описанных выше, можно использовать консольное расположение. Это может быть достигнуто за счет повышения выступа на кромке подложки путем помещения опорного элемента (опорных элементов) подложки на определенное минимальное расстояние от периметра поверхности 16 опорной структуры подложки, таким образом, чтобы подложка перемещалась вниз у своей кромки до фактического перекрытия периферического отверстия, обращенного к поверхности прижимной жидкости и дополнительно ограничивала высвобождение пара, испаряемого из жидкого прижимного слоя, в окружающую среду. Герметизирующую структуру можно использовать по периметру подложки или вблизи него, для повышения герметизации относительно подложки. Эту меру можно использовать для любых вариантов выполнения опорной структуры подложки.

ФИГ.7А схематически иллюстрирует ситуацию, когда внешний опорный элемент подложки поверхности согласно ФИГ.6 удаляют таким образом, чтобы расстояние между кромкой подложки и самой внешней опорной структурой 17 подложки было повышенным. В результате, часть подложки, простирающаяся от последнего опорного элемента подложки, увеличивается, с образованием консольной части. Эта консольная часть подложки вдавливается по направлению к герметизирующей структуре 21 из-за силы прижатия, порождаемой капиллярным прижимным слоем (показанной стрелками, направленными вниз), противодействуя силе, направленной вверх, вызванной давлением пара, в пространство вокруг прижимной жидкости и прогиба в подложке. Прогиб в подложке уменьшает зазор между подложкой и герметизирующей структурой, и является предпочтительным, чтобы это приводило к фактическому перекрытию подложкой зазора. Является предпочтительным, чтобы периметр подложки был прижат к герметизирующей структуре, обеспечивая контакт и перекрытие зазора между подложкой и герметизирующей структурой, даже когда в подложке имеется небольшой изгиб. Консольное уплотнение, таким образом, может противодействовать силе давления пара, отталкивающей подложку от герметизирующего обода, и может компенсировать наличие изгиба определенной величины в подложке (положительного или отрицательного), сильно повышая прогнозируемость герметизации.

Для генерирования достаточной силы, направленной вниз, на периферии подложки, для создания эффективной герметизации, консольная часть подложки должна быть достаточно крупной, и область слоя прижимной жидкости, действующего на консольную часть, должна быть достаточно крупной. Это может быть выполнено, если установить достаточно крупное расстояние от самой внешней опорной структуры 17 подложки до периферии слоя прижимной жидкости (т.е., местоположения мениска, образованного на внешней поверхности слоя прижимной жидкости). Это проиллюстрировано на ФИГ.7В как расстояние «а». Крупная область прижатия, находящаяся под консольной частью, порождает соответствующую крупную направленную вниз силу, придавливающую подложку книзу, с образованием хорошей герметизации относительно герметизирующего обода герметизирующей структуры 21 или гребня 26.

Давление пара в пространстве между мениском слоя прижимной жидкости и герметизирующей структурой будет порождать направленную вверх силу, воздействующую на подложку вблизи ее периферии. Для создания хорошей герметизации, направленная вниз сила, посредством которой прижимной слой воздействует на консольную часть подложки, должна быть достаточно крупной для противодействия направленной вверх силе, порождаемой давлением пара, и приведения подложки в контакт с герметизирующим ободом. Для обеспечения этого, область прижатия, находящаяся под консольной частью, должна быть достаточно крупной, по сравнению с областью подложки, подвергаемой воздействию давления пара, направленному вверх. В одном варианте осуществления расстояние значительно больше, чем расстояние от мениска слоя прижимной жидкости до герметизирующего обода, показанное как расстояние «b» на ФИГ.7В. Например, расстояние может быть в два или более раз больше, чем расстояние b. Это приводит к тому, что равнодействующая всех сил на консольной части подложки смещена к направлению вниз, к герметизирующему ободу.

Поскольку местоположение мениска слоя прижимной жидкости может изменяться, геометрию опорной структуры подложки можно, в качестве альтернативы, задавать, исходя из периферии прижимной поверхности 16, т.е., внешней кромки 28 поверхности, на которой сформирован слой прижимной жидкости (указанный на ФИГ.7В). Внешнюю кромку 28 можно задавать, например, путем радиального размещения внутренней стенки канавки 19 (как в варианте осуществления, показанном на ФИГ.7В), внешней кромки периферического обода 41 (ФИГ.9) или второй части 52 (ФИГ.11А, 12), внутренней стенки ступенчатой части 83 (Фиг.16В, 17В), внутренней стенки каналов 43 (ФИГ.18А) или любой другой структуры, создающей внешнюю кромку прижимной поверхности. Таким образом, является предпочтительным, чтобы опорная структура подложки имела достаточно большое расстояние от самой внешней опорной структуры подложки до периферии прижимной поверхности 16 (внешней кромки 28), проиллюстрированное на ФИГ.7В как расстояние «с». Аналогично, является предпочтительным, чтобы расстояние с было значительно больше, чем расстояние от периферии прижимной поверхности 16 до герметизирующего обода герметизирующей структуры 21 или ребра 26, проиллюстрированное на ФИГ.7В как расстояние «d». В одном варианте осуществления расстояние с может быть в два или более раз большим, чем расстояние d. Это приводит к тому, что равнодействующая всех сил на консольной части подложки становится смещенной по направлению вниз, к герметизирующему ободу.

В дополнение, является предпочтительным, чтобы реальные расстояния а и с были достаточно большими, таким образом, чтобы возникало легкое отклонение вниз консольной части подложки, чтобы можно было противодействовать любому изгибу или короблению подложки (например, отклонению вверх, вблизи периферии подложки). Является предпочтительным, чтобы опорные элементы 17 подложки были установлены для обеспечения опоры для подложки в местоположениях, достаточно близких друг к другу, во избежание значительного отклонения вниз (прогиба) подложки между опорными местоположениями. Опорные элементы подложки могут быть установлены в регулярном порядке, с размером шага между опорными местоположениями, достаточным для предотвращения значительного прогиба в подложке между опорными местоположениями. В некоторых вариантах осуществления расстояние с фактически является большим или равным номинальному расстоянию между опорными местоположениями, тогда как расстояние d является фактически меньшим или равным такому номинальному расстоянию. Является предпочтительным, чтобы расстояния а и с были значительно больше, чем номинальное или максимальное расстояние между местоположениями опорных элементов подложки. Например, для кремниевой подложки толщиной 0,775 мм можно использовать шаг между опорными местоположениями, равный 3 мм или менее, а подходящее расстояние может составлять 5 мм или более. В одном варианте осуществления расстояние а и/или с равно или больше, чем удвоенное максимальное расстояние между опорными местоположениями подложки.

Давления, воздействующие на консольную часть подложки, можно рассматривать как крутящие моменты, действующие из позиции самого внешнего опорного местоположения, причем сила прижатия под консольной частью действует в направлении вниз, а давление пара действует в направлении вверх. Если слой прижимной жидкости отступает к центру опорной структуры подложки в любом местоположении вокруг периферии слоя (например, из-за испарения прижимной жидкости), направленная вниз сила прижатия будет снижена, из-за меньшей области прижатия и укороченного плеча передачи крутящего момента. Однако направленная вверх сила будет оставаться постоянной, или повышается, из-за увеличения области между мениском и герметизирующим ободом, наполненной паром. Таким образом, равнодействующая между силами, направленными вверх и вниз, может сместиться таким образом, что давление, направленное вниз, не будет больше достаточным для обеспечения достаточной герметизации, и утечка пара в области, где мениск отступает, может повыситься. Способы локализации зажима, описанные ниже, можно использовать для предотвращения или ослабления отступания мениска, что приводит к более продолжительной и плотной консольной пароизоляции.

При установлении контакта между нижней поверхностью подложки и верхней поверхностью герметизирующей структуры, плотность пароизоляции ограничивается шероховатостью двух поверхностей и наличием частиц, которые могут оседать между двумя поверхностями и создавать зазоры. Верхнюю кромку герметизирующей структуры, с которой контактирует подложка, можно сделать очень гладкой, и является предпочтительным, чтобы она обладала шероховатостью, сниженной до 10 нм или менее, во избежание нежелательных зазоров между подложкой и герметизирующей структурой, и для сильного снижения скорости утечки пара (схематически показано стрелкой 75, меньшей, по сравнению со стрелкой 74 на ФИГ.6).

Герметизирующая структура 21 может быть создана, как было описано выше (например, при обсуждении ФИГ.4А и 4В), например, с верхней поверхностью, включающей в себя жесткую поверхность 22 или упруго деформируемые элементы 24, или узкий гребень 26, простирающийся вверх от герметизирующей структуры 21, как показано на ФИГ.7В, с образованием герметизирующего обода. Как было отмечено ранее, возможен компромисс между широким герметизирующим ободом, как показано на ФИГ.7А, и узким герметизирующим ободом, как показано на ФИГ.7В. Более широкий герметизирующий обод создает более протяженный путь потока с более высоким сопротивлением потоку для пара, утекающего сквозь уплотнение, когда подложка надлежащим образом контактирует с герметизирующим ободом, но также является более чувствительной к мелким частицам, вызывающим локальное отклонение подложки, что приводит к подтеканию уплотнения. Оптимальная ширина герметизирующего обода, таким образом, зависит от чистоты окружающей среды, в которой используется прижимаемая подложка.

Является предпочтительным, чтобы герметизирующий обод (т.е., верхняя поверхность герметизирующей структуры, упруго деформируемые элементы или узкий гребень) был расположен примерно на том же уровне, что и верхняя поверхность опорных элементов подложки, или слегка выше или ниже этого уровня. Из-за прижатия подложки книзу, вызванного консольным расположением, возникает большая свобода в относительном расположении верхней поверхности или кромки, и отслаивание подложки становится менее вероятным, даже когда герметизирующая структура оказывается слегка на более высоком уровне, чем опорные элементы подложки. Кроме того, использование периферийного антиотслаивающего обода, описанного ниже, дополнительно снижает вероятность того, что такое отслаивание возникнет, и может быть выгодна структура с повышенной герметизацией, вызывающая большую уплотняющую силу между подложкой и опорной структурой подложки и обеспечивающая лучшую герметизацию.

Консольная герметизация повышает длительность прижатия и снижает утечку пара, и при этом не требует никаких дополнительных подготовительных этапов для осуществления прижатия. Она также является относительно простой и дешевой для внедрения, не приводит к увеличению объема опорной структуры подложки и не походит на некоторые другие решения.

Консольная герметизация может быть достаточной, так что в других мерах, описанных здесь для продления срока службы зажима и снижения утечки пара, нет необходимости. Если консольная герметизация работает идеально, то никакой утечки пара не возникает, и тогда нет необходимости в таких дополнительных мерах, как локализация капиллярного слоя. Однако, если герметизация неидеальна (как обычно бывает), может еще возникнуть механизм отслаивания подложки, описанный ниже, который может нарушить герметизацию в одном местоположении и привести к утечке пара и ускоренному испарению из прижимного жидкого слоя. Таким образом, является предпочтительным дополнительно использовать локализацию капиллярного слоя, описанную ниже, и/или другие меры, описанные здесь для минимизации отслаивания подложки и стабилизации зажима.

Локализация капиллярного слоя

Как было упомянуто выше, поверхность опорной структуры подложки можно модифицировать таким образом, чтобы она включала в себя области с различным капиллярным потенциалом, что влияет на движение прижимной жидкости, для упрочнения зажима на наиболее важных участках. Капиллярный потенциал может быть задан как потенциал для притягивания жидкости за счет капиллярного давления. Часть поверхности с высоким капиллярным потенциалом притягивает прижимную жидкость, тогда как часть поверхности с более низким капиллярным потенциалом притягивает жидкость в меньшей степени. Эту характеристику можно использовать для создания потока прижимной жидкости в предварительно заданном направлении, для обеспечения того, что испаряющаяся жидкость пополнит собой наиболее важные местоположения.

В частности, авторы изобретения раскрыли, что опорная структура подложки, снабженная поверхностью, содержащей части с различными капиллярными потенциалами, может привести к образованию зажима, который в среднем длится в течение более длительного периода времени. Различные части поверхности следует располагать таким образом, чтобы был установлен предсказуемый капиллярный поток в пределах прижимного слоя. Капиллярный поток может быть вызван движением жидкости в пределах прижимного слоя из точки с низким капиллярным потенциалом в точку с более высоким капиллярным потенциалом, в частности, в точку на внешней поверхности с высокой скоростью испарения. Исходя из конкретных обстоятельств, капиллярный поток может быть направлен предсказуемым образом за счет подходящего расположения различных частей поверхности на поверхность опорной структуры подложки.

На капиллярный потенциал части поверхности можно влиять различными способами. На протяжении всего этого описания варианты осуществления изобретения будут описаны применительно к использованию различных уровней высоты. Использование различных уровней высоты является надежным способом для получения частей с различным капиллярным потенциалом. Часть поверхности с более низким уровнем высоты будет приспособлена под относительно толстый слой прижимной жидкости, расположенный между подложкой и частью поверхности. Капиллярный потенциал этой части поверхности будет относительно низким, по сравнению с частью поверхности с более высоким уровнем высоты и относительно тонким слоем прижимной жидкости.

Другие способы достижения различных капиллярных потенциалов для части поверхности включают в себя, но не ограничены, поверхностную обработку, выбор различных материалов для каждой части поверхности и обеспечение одного или более покрытий на частях поверхности. Например, в случае воды, часть поверхности можно сделать в основном гидрофильной, или же часть поверхности можно сделать в основном гидрофобной, или же можно комбинировать обе технологии. Вода, нанесенная на поверхность, будет затем притягиваться к относительно более гидрофильной части поверхности.

На ФИГ.8А показана идея отслаивания подложки. В данном случае, подложка приподнимается с правой стороны, что расширяет внешнюю поверхность прижимного слоя 11 в этом местоположении. Из-за подъема подложки 12, в окружающую вакуумную систему вблизи приподнятой области подложки будет утекать больше пара. Для компенсации потерь пара усиливают испарение прижимной жидкости. Кроме того, подъем подложки вызывает растягивание внешней поверхности 22 вблизи приподнятой области подложки 12. Это растягивание вызывает снижение кривизны мениска, т.е., получение менее вогнутой внешней поверхности. Как было упомянуто ранее, менее вогнутая внешняя поверхность соответствует меньшему перепаду давлений по поверхности. Поскольку давление пара остается примерно одинаковым вдоль внешней поверхности, в пределах прижимного слоя 11 возникает перепад давлений. На ФИГ.8А давление в пределах прижимного слоя на правой внешней поверхности будет более высоким, чем давление в пределах прижимного слоя на левой внешней поверхности. Или, иными словами, капиллярный потенциал на левой внешней поверхности является более высоким, чем капиллярный потенциал на правой внешней поверхности, и в результате в прижимном слое создается капиллярный поток, который течет справа налево, схематически обозначенный белой стрелкой. Этот капиллярный поток может позволить внешней поверхности 18 с левой стороны сохранить свое исходное положение. В качестве альтернативы, если левая внешняя поверхность уже втянулась назад, с образованием внешней поверхности 18', капиллярный поток может позволить внешней поверхности вернуться в свое исходное положение. Действие втягивания поверхности и ее возвращения в исходное положение схематически обозначено двойной стрелкой. С правой стороны зажима на ФИГ.8А капиллярный поток заставляет внешнюю поверхность 22 прижимного слоя 11 втягиваться, как схематически обозначено стрелкой с. Из-за удаления жидкости из-под подложки 12, область, покрытая прижимным слоем 11, уменьшается. Недостаток силы прижатия с правой стороны может вызвать дополнительный подъем кромки подложки 12, что может привести к дополнительному ослаблению зажима и может в конце концов привести к повреждению зажима.

ФИГ.8В схематически показывает принцип, используемый в некоторых вариантах осуществления изобретения. Авторы изобретения выявили, что аналогичные различия в кривизне мениска могут быть вызваны формированием опорной структурой 13 подложки, с поверхностью, содержащей части с различными уровнями высоты. На ФИГ.8В элемент 50 представляет собой часть поверхности опорной структуры подложки с повышенным уровнем высоты, по сравнению с оставшейся частью поверхности.

В состоянии равновесия мениск с левой стороны и с правой стороны имеет по существу идентичную кривизну. В результате испарения, внешняя поверхность 18 на обеих сторонах может слегка отступать. Как можно легко видеть, высота жидкого прижимного слоя 11 между подложкой 12 и опорной структурой 13 подложки в местоположениях в пределах области, покрытой элементом 50, меньше, чем высота жидкого прижимного слоя 11 в местоположениях, не покрытых элементом 50. Втягивание внешней поверхности 18 с левой стороны приводит к уменьшению высоты мениска и повышению его кривизны. С правой стороны втягивание внешней поверхности не оказывает значительного влияния на размер и форму мениска. В результате, капиллярный поток создается таким же образом, как обсуждалось применительно к ФИГ.8А (представлено белой стрелкой). Капиллярный поток способствует пополнению жидкости по периметру прижимного слоя с левой стороны, вследствие чего внешняя поверхность 18 возвращается в исходное положение, тогда как внешняя поверхность с правой стороны отходит от позиции 22 к более внутренней позиции.

ФИГ.9 представляет собой разрез опорной структуры 13 подложки, поддерживающей подложку 12 согласно варианту осуществления изобретения. Опорная структура 13 подложки согласно ФИГ.9 содержит периферический антиотслаивающий или прижимной локализующий обод 41. Периферический обод 41 обеспечивает меньшее расстояние между опорной структурой 13 подложки и подложкой 12. Номинальное расстояние между опорной структурой 13 подложки и подложкой 12, на ФИГ.1 называемое высотой h, обычно составляет примерно 3-10 микрон. Расстояние между периферическим ободом 41 и подложкой 12 обычно может находиться в диапазоне 500 нм - 1,5 микрон. Является предпочтительным, чтобы периферический обод 41 имел высоту, меньшую менее чем на 1 микрон, чем номинальная высота контактных элементов, обеспеченных на поверхности 16 опорной структуры 13 подложек.

Не привязываясь к теории, будем считать, что периферический обод 41 ограничивает отслаивание подложки способом, описанным применительно к ФИГ.10А-10С, на которых показаны виды сверху опоры подложки, снабженной прижимным слоем. Хотя присутствие периферического обода 41 уже обсуждалось применительно к ФИГ.9, использование такого периферического обода 41 не ограничено этим вариантом осуществления, и может быть использовано с любыми другими описанными здесь вариантами осуществления.

Сначала, поскольку жидкость испаряется с внешней поверхности 8, она будет отступать в небольшой зазор между периферическим ободом 41 и подложкой 12. Из-за неравномерного испарения, внешняя поверхность 8 может локально отступать дальше вовнутрь, как схематически показано на ФИГ.10А. Перепад давлений через небольшой зазор между периферическим ободом 41 и подложкой 12 намного больший, чем перепад давлений, который может иметь место в основной области прижатия, - например, примерно 1 бар против, соответственно, примерно 200 мбар. Иными словами, капиллярный потенциал на периферическом ободе 41 является более высоким, чем капиллярный потенциал в основной области прижатия. Когда внешняя поверхность 8 достигает поверхности внутренней стороны периферического обода 41 из-за испарения, поверхность преодолевает большее расстояние между подложкой 12 и опорной структурой 13 подложки. Более низкий перепад давлений в этой области заставляет небольшое количество жидкости течь в зазор между периферическим ободом 41 и подложкой 12, как схематически показано на ФИГ.10В. Поток будет продолжать течь, пока зазор между периферическим ободом 41 и подложкой 12 полностью не заполнится, как показано на ФИГ.10С. В основной области прижатия будет оставлена пустота. Пустота полностью окружена жидким слоем. Эффективная, утерянная капиллярная область прижатия из-за испарения перемещается вовнутрь. Внешняя капиллярная поверхность остается в том же положении. В результате, кромка подложки не будет легко отслаиваться, и срок службы зажима будет продлен. За счет предотвращения или ослабления отслаивания, периферический обод 41 также снижает утечку пара, так как предотвращается образование зазора или увеличивается размер зазора между подложкой и герметизирующей структурой по периметру опорной структуры подложки.

ФИГ.11А схематически показывает вид сверху поверхности 16 опорной структуры подложки согласно варианту осуществления изобретения. Для ясности, некоторые дополнительные структуры, которые могут присутствовать, например, опорные элементы подложки, канавка и/или герметизирующая структура, показанные на других чертежах, не показаны на ФИГ.11А. В этом варианте осуществления поверхность содержит участки с двумя различными уровнями высоты. Участок поверхности, обладающий первым уровнем высоты, представлен штрихованной областью (направление штриховки - от верхнего левого конца к нижнему правому), называемой здесь первым участком 51. Участок поверхности, обладающий вторым уровнем высоты, представлен незаштрихованной областью, называемой здесь вторым участком 52.

Уровень высоты первого участка 51 является более низким, чем уровень высоты второго участка 52. Если жидкий прижимной слой образован наверху верхней поверхности 16 опорной структуры подложки, толщина жидкого прижимного слоя наверху второго участка 52 будет меньше, чем его толщина наверху первого участка 51, например, соответственно, 2-4 микрон, предпочтительно, 3 микрон, против 3-10 микрон, а предпочтительно, 5 микрон.

ФИГ.11В схематически показывает вид сверху поверхности 16 опорной структуры подложки согласно ФИГ.11А, покрытой слоем прижимной жидкости (схематически представленный штрихованным профилем, со штриховкой от нижнего левого конца к верхнему правому). Для ясности, подложка не показана. Внешняя поверхность жидкого прижимного слоя преимущественно контактирует с участком поверхности 16 опорной структуры подложки с более высоким уровнем высоты, т.е., со вторым участком 52. Однако в одиночном местоположении, т.е., в местоположении, обозначенном ссылочной позицией 54, внешняя поверхность контактирует с участком поверхности 16 с более низким уровнем высоты, т.е., с первым участком 51. Как было разъяснено применительно к ФИГ.8В, втягивание внешней поверхности будет сосредоточено в местоположении этого зазора, в дальнейшем называемого расходуемым зазором.

На ФИГ.11В, внешняя поверхность прижимной жидкости втягивается в направлении большой черной стрелки, в канале 55. Как было разъяснено применительно к ФИГ.8А, 8В, капиллярный поток (схематически показан белыми стрелками на ФИГ.11В) создается в пределах прижимного слоя. Капиллярный поток позволяет подавать жидкости к внешней поверхности жидкого прижимного слоя, контактирующего со вторым участком 52, для ограничения втягивания внешней поверхности слоя прижимной жидкости, из-за испарения (маленькие черные стрелки) по периметру, в контакте со вторым участком 52.

Разность высот между уровнем высоты первого участка 51 и уровнем высоты второго участка 52 такова, что сопротивление потоку можно преодолеть за счет перепада капиллярных давлений. Кроме того, для предотвращения втягивания внешней поверхности по периметру прижимного слоя, контактирующего со вторым участком 52, скорость капиллярного потока может быть установлена таким образом, чтобы можно было сохранять темп, со скоростью испарения прижимной жидкости на внешней поверхности прижимного слоя.

Если допускается втягивание внешней поверхности в конкретных предварительно заданных местоположениях, т.е., в местоположениях внешней поверхности, расположенных в контакте с первым участком 51, и компенсация испарения прижимной жидкости из остатка внешней поверхности, т.е., местоположений на внешней поверхности, находящихся в контакте со вторым участком 52, то большая часть внешней поверхности жидкого прижимного слоя в ходе процесса прижатия остается на своем месте.

В данном варианте осуществления канал 55 действует как расходуемый источник жидкости, пополняющий жидкость, утраченную вследствие испарения с внешней поверхности по периметру слоя прижимной жидкости. Жидкость вытягивается из канала в виде капиллярного потока, и жидкость течет по второму (более низкому) участку 52, пополняя жидкость на первом (более высоком) участке 51 вокруг периметра опорной структуры подложки. Чем больше происходит испарения, тем больше внешняя поверхность жидкости в канале отступает по длине канала, с постепенным опорожнением канала и пополнением прижимного слоя на первом участке 51 вокруг периметра. В результате, срок службы зажима может быть продлен.

Модель распределения первого участка 51 и второго участка 52, а также местоположение и количество одного или более расходуемых зазоров 54 могут определять, насколько может быть продлен срок службы зажима. Модель, показанная на ФИГ.11А, 11В, демонстрирует единственное местоположение по периметру поверхности опорной структуры подложки с более низким уровнем высоты, т.е., единственную возможность для развития расходуемого зазора. Для удлинения времени, в ходе которого происходит только втягивание внешней поверхности прижимного слоя за счет единственного расходуемого зазора, первый участок 51 должен содержать часть, которая принимает форму канала 55. Является предпочтительным, чтобы ширина такого канала была бы меньше, чем шаг опорных элементов подложки, например, наростов. Например, если шаг наростов будет составлять примерно 3 мм, то ширина канала может составлять примерно 0,5-3 мм, например, 1,5 мм.

Для дальнейшего удлинения срока службы зажима, канал может содержать искривленную часть. В еще одном варианте осуществления канал может иметь форму спирали, пример которой схематически показан на ФИГ.12. Длина такого канала может быть очень большой. Например, в случае подложки с диаметром 300 мм и допустимой пустой поверхности в жидком прижимном слое, составляющей 20% от всей поверхности, канал с шириной 1,5 мм может достигать длины 6000 мм. Такая большая длина канала увеличивает период времени, в течение которого испарение имеет место в конкретном, предварительно заданном местоположении на внешней поверхности прижимного слоя.

В варианте осуществления согласно ФИГ.11А, 11В канал простирается от предварительно заданного местоположения 54 вдоль периметра с более низким уровнем высоты. Предварительно заданное местоположение 54 расположено таким образом, чтобы внешняя поверхность прижимного слоя при изначальном размещении контактировала с каналом.

Канал в варианте осуществления согласно ФИГ.12 не начинает простираться по периметру поверхности опорной структуры подложки, а начинается в местоположении, несколько смещенном вовнутрь него радиально. Такое местоположение позволяет жидкому прижимному слою стабилизироваться таким образом, чтобы его внешняя поверхность желательно была расположена на небольшом радиальном расстоянии от периметра поверхности опорной структуры подложки. В результате, это влияет на кромку, а также влияет на то, что соответствующая конденсация, как будет обсуждаться ниже, может быть пониженной.

Хотя на ФИГ.11А, 11В описаны варианты осуществления, в которых поверхность обеспечена единственным расходуемым зазором, возможны модели поверхности опорной структуры подложки, которые допускают образование нескольких расходуемых зазоров. Некоторые из нескольких расходуемых зазоров, например, три из которых находятся на равном расстоянии друг от друга по периферии внешней поверхности прижимного слоя, снижают расстояние по капиллярному потоку между местоположением втягивания поверхности и местоположениями на внешней поверхности прижимного слоя, к которым подают жидкость. В результате, требуемая сила тяги, вызывающая капиллярный поток жидкости, подаваемой для пополнения к внешней поверхности, расположенной наверху второго участка 52, таким образом, чтобы внешняя поверхность жидкого прижимного слоя сохраняла свое положение в этих местоположениях, может быть снижена.

Эксперименты, моделирующие опорные структуры подложки с поверхностью, которая содержит два различных уровня высоты, показали, что является выгодным ограничивать долю участка поверхности с более низким уровнем высоты, относящимся к одному или более каналам, до площади поверхности, покрывающей менее 25%, предпочтительно, менее 20% от всей площади жидкого прижимного слоя. Если один или более каналов охватывают большее пространство, повышенная эффективность прижатия, вызванная использованием поверхности опорной структуры подложки с различными уровнями высоты, может быть понижена.

Если в прижимной жидкости, используемой для приготовления жидкого прижимного слоя, присутствуют существовавшие до этого пузырьки, то введение зажима в вакуумную среду приведет к распространению таких пузырьков в пределах прижимного слоя, как схематически продемонстрировано на ФИГ.13А и 13В. Размер исходно небольшого пузырька 61, как показано на ФИГ.13А, может возрастать на несколько порядков величины, как показано на ФИГ.13В, при снижении давления окружающей среды, например, от 1 бара до 20-40 мбар, - типичного значения для давления пара в среде, окружающей внешнюю поверхность жидкого прижимного слоя, в случае, если прижимной жидкостью является вода. Как легко можно видеть, пузырек, имеющий размер пузырька 61 на ФИГ.13В, может серьезно повлиять на прочность прижатия, по меньшей мере локально, и может оказывать негативное влияние на стабильность зажима.

Другой механизм, который может привести к нестабильности зажима, представляет собой спонтанное образование пустот, например, вызванное кавитационными полостями в жидкости или осаждением растворенного газа в прижимном слое. Пустоты, образованные кавитационными полостями, могут расти аналогично тому, как это обсуждалось выше применительно к предварительно существовавшим пузырькам, если зажим помещен в вакуумную среду. Образовавшиеся пустоты могут оказывать негативное влияние на стабильность зажима.

Варианты выполнения опорной структуры 13 подложки, такие как показанные на ФИГ.2А, можно выполнить таким образом, чтобы эффекты порообразования были минимизированы. Не привязываясь к теории, следует понимать, что существует критический радиус для полостей. Если радиус полости становится больше критического радиуса, полость может сильно расти. При выполнении опорной структуры 13 подложки, которая способствует образованию прижимного слоя с наименьшим размером, т.е., с толщиной h, меньшей, чем этот критический радиус, образование полостей может быть сильно ограничено. Эксперименты показали, что прижимной слой воды с максимальной толщиной h порядка 3-10 микрон не демонстрируют образование кавитационных полостей.

Отсеки

ФИГ.14 схематически иллюстрирует принцип огораживания пустот, который можно использовать в некоторых вариантах осуществления. В этих вариантах осуществления поверхность дополнительно снабжают приподнятыми структурами 63 для формирования множества отсеков. Если во время приготовления прижимного слоя присутствует маленький пузырек 61, например, пузырек как показано на ФИГ.10А, вместо его расширения с образованием большей пустоты из-за падения окружающего давления, как показано на ФИГ.10В, расширение пузырька 61 может быть ограничено приподнятыми структурами 63. Максимальный размер расширенного пузырька, таким образом, определяется размером отсека, окружающего пузырек. Дополнительно, помимо ограничения распространения пузырька 61, можно устанавливать отсек, образованный приподнятыми структурами 63, для ограничивания пузырька 61. Предотвращение движения пузырька может повысить стабильность зажима. При наличии приподнятых структур 63, влияние спонтанного развития пустоты и/или образования полостей можно, таким образом, дополнительно снизить, что может привести к повышенной надежности и стабильность зажима.

ФИГ.15 представляет собой вид сверху опорной структуры подложки согласно еще одному варианту осуществления изобретения. В этом варианте осуществления, аналогично варианту осуществления, показанному на ФИГ.12, по меньшей мере часть участка 51 с более низким уровнем высоты принимает форму канала в виде спирали. В отличие от варианта осуществления, показанного на ФИГ.12, форма спирали такова, что часть поверхности 51 с более низким уровнем высоты равномерно распределена по поверхности 16 опорной структуры подложки. Кроме того, поверхность 16 снабжена приподнятыми структурами, образующими отсеки 65, позволяющими ограничивать пузырьки таким образом, как описано применительно к ФИГ.14.

Ступенчатая канавка

ФИГ.16А схематически изображает эффект, вызванный конденсацией в опорной структуре подложки, с использованием жидкого прижимного слоя. Конденсация возникает при охлаждении пара до его точки росы. Точка росы зависит от таких параметров, как температура, объем и давление. Пар, присутствующий в области 19, расположенной вдоль канавки, ограничивающей внешнюю прижимную поверхность 18, может конденсироваться на подложке 12, если температура подложки 12 существенно холоднее, чем температура пара. Сконденсированная капля 81, образованная данным способом, может перемещаться по поверхности подложки, как схематически обозначено пунктирными стрелками. Если сконденсированная капля 81 движется к внешней поверхности 18 прижимного слоя 11, то капля 81 может поглощаться прижимным слоем 11, что будет приводить к повышению содержания жидкости в прижимном слое. Точно так же, как обсуждалось применительно к испарению, добавленная жидкость будет равномерно распределена по прижимному слою.

Однако если прижимной слой имеет внешнюю поверхность с вогнутой поверхностью, одинаковой на обеих сторонах, и если капля поглощается достаточно сильно, одинаковое распределение жидкости может вызвать временную локальную деформацию подложки, т.е., под подложку может попадать волна, и подложка будет реагировать соответственно.

Для ограничения такой временной локальной деформации в результате поглощения сконденсированной капли, поверхность 16 опорной структуры 13 подложки можно усовершенствовать так, как схематически показано на ФИГ.16В. Опорная структура 13 подложки содержит ступенчатую часть 83 на периферии поверхности, обладающую чуть более низкой высотой. Остальная часть поверхности может обладать одним уровнем высоты, как показано на ФИГ.16В, но она также может иметь участки с различными уровнями высоты, например, с контурами, показанными и обсужденными применительно к ФИГ.11А, 11В, 12, 15 и 17А.

Из-за наличия более низкого ступенчатого участка 83, при поглощении капли внешняя поверхность прижимного слоя расширяется в область, где слой имеет большую толщину. В результате, поток жидкости, вызванный поглощением капли, будет затухать. Поскольку кривизна мениска прижимного слоя при покрытии самого низкого ступенчатого участка будет снижена, по сравнению с кривизной мениска в других местоположениях на внешней поверхности жидкого прижимного слоя, будет вызван капиллярный поток, который способствует втягиванию внешней поверхности к позиции, показанной на ФИГ.16А. Из-за этого затухания, временные локальные деформации подложки 12, обсуждавшиеся применительно к ФИГ.16А, будут ограничены.

Эксперименты показали, что подходящая разность высот между уровнем высоты ступенчатой ограничивающей части 83 и основной прижимной поверхностью соответствует номинальной высоте опорных структур 17 подложки. Иными словами, является предпочтительным, чтобы высота опорной структуры 17 подложки и глубина ограничивающей части 83 были равны. Ограничивающую часть 83 можно использовать для буферизации прижимной жидкости для любого из вариантов выполнения опорной структуры подложки.

Змеевидный канал

ФИГ.17А представляет собой вид сверху опорной структуры подложки согласно еще одному варианту осуществления изобретения. В этом варианте осуществления многие признаки, уже обсуждавшиеся применительно к более раним вариантам осуществления, являются комбинированными. ФИГ.17В представляет собой поперечный разрез части опорной структуры подложки согласно ФИГ.17А, а ФИГ.17С представляет собой поперечный разрез части опорной структуры подложки, показывающий возможные варианты высоты для различных элементов структуры.

В варианте осуществления согласно ФИГ.17А поверхность 16 снабжена каналом 55, образованным между повышенными участками 52. Канал направлен вовнутрь из расходуемого зазора по периметру к центру, а затем направлен наружу из центра к периметру опорной структуры подложки. В этом варианте осуществления канал имеет змеевидную форму. Поскольку прижимная жидкость испаряется по внешнему периметру, жидкость вытягивается из канала, как было описано ранее. Канал опорожняется, начиная с расходуемого зазора, по направлению вдоль длины канала, к центру, а затем назад к периметру. Это приводит к тому, что самая внешняя часть канала вблизи периметра опустошается последней, поскольку испарение на внешней поверхности слоя прижимной жидкости вытягивает жидкость из канала. Если надолго оставить всю жидкость, то самая внешняя часть канала будет пополнять наиболее важную часть слоя прижимной жидкости по периметру в течение длительного периода времени, и таким образом, еще больше удлинять срок службы зажима.

Сопротивление потоку в слое прижимной жидкости возрастает с длиной потоков жидкости, тогда как капиллярное давление, которое преодолевает это сопротивление потоку, остается одинаковым, независимо от длины потока. Змеевидная форма канала, такая как показанная на ФИГ.17А, снижает расстояние, которое капиллярный поток должен проходить для пополнения жидкостью внешней поверхности слоя прижимной жидкости, при условиях, когда существенное испарение уже произошло, и канал частично опустел. Даже после того, как существенное испарение произошло, внешние части канала еще обеспечивают источник жидкости для капиллярного потока, расположенного вблизи внешней поверхности слоя прижимной жидкости. В дополнение, в этой конструкции исключается необходимость опустошения части канала вблизи внешней поверхности прижимного слоя, вокруг которого жидкость должна течь до достижения внешней поверхности. Из-за более коротких длин потока, необходимых для пополнения жидкостью внешней поверхности по периметру прижимного слоя, эта конструкция менее чувствительна к отрицательным влияниям сопротивления потоку.

ФИГ.17В представляет собой частичный разрез в перспективе участка конструкции согласно ФИГ.17А, показывающий различные элементы, обсуждавшиеся выше, включая периферийную герметизирующую структуру 21 с внешним уплотнительным кольцом 26, канавку 19 со ступенчатой ограничивающей частью 83, используемой для буферизации прижимной жидкости, периферический обод 41 или первый (более высокий) участок 52а, на котором сформирована внешняя поверхность слоя прижимной жидкости, отсеки 65 с разделительными приподнятыми структурами 63, первые участки 52b, ограничивающие каналы 55, и опорные элементы 17 подложки, на которые подложка опирается.

ФИГ.17С показывает конфигурацию с одним вариантом уровней высоты для различных элементов. Эта конструкция содержит по меньшей мере 5 уровней высоты h₁-h₅. Первый уровень высоты, который не оказывает реальное влияние на операцию прижатия, соответствует высоте h₁ дна канавки 19. Самая минимальная высота опорной структуры подложки соответствует уровню высоты ограничивающей части 83, используемой для буферизации прижимной жидкости, например, в случае конденсации. Уровень высоты h₁ в этом варианте осуществления соответствует низкому уровню высоты 51 оставшейся поверхности, которая включает в себя каналы 55 и отсеки 65. В этом варианте осуществления уровень высоты соответствует уровню высоты периферического обода 21, а также уровню высоты более высокого участка 52, ограничивающего канал 55, и приподнятые структуры 63, создающие отсеки 65 для локализации пустот, и т.п., как было разъяснено ранее. Наконец, уровень высоты h₅ в этом конкретном варианте осуществления соответствует уровню высоты опорных элементов 17 подложки и герметизирующей структуры 21.

Резервуар для жидкости

Также может быть обеспечен резервуар для жидкости, предназначенный для испарения в области вокруг прижимной жидкости, для ослабления испарения из прижимного слоя. Опорная структура 13 подложки, показанная на ФИГ.18А дополнительно содержит резервуар 40 для жидкости. Резервуар 40 для жидкости выполнен с возможностью вмещения определенного объема жидкости, например, воды, а также сохранения пара этой жидкости. Кроме того, резервуар для жидкости устанавливают для подачи пара в капиллярный прижимной слой 11, если он имеется, например, через один или более каналов 43. Резервуар может быть назван резервуаром 40 для жидкости. Является предпочтительным, чтобы жидкость резервуара, содержащаяся в резервуаре 40, была той же, что и жидкость в прижимном слое 11. Подходящей жидкостью, как для жидкости резервуара, так и для прижимного слоя, является вода.

Наличие резервуара для жидкости обеспечивает способ для дальнейшего ослабления испарения жидкости из прижимного слоя 11 за счет обеспечения другого источника жидкости, из которой получают пар. Является предпочтительным, чтобы свободная площадь поверхности жидкости в резервуаре была больше, чем свободная площадь поверхности вогнутой внешней поверхности 18 прижимного слоя 11. В показанных вариантах осуществления резервуар образует большое пространство, полностью простирающееся под поверхностью 16 опорной структуры подложки. Резервуар может быть более ограниченным по протяженности, например, в форме кольцевидной полости, с шириной, простирающейся по внутренней кромке на небольшое расстояние под поверхностью 16. В качестве альтернативы, резервуар может не простираться под всей поверхностью, например, будучи ограниченным канавкой 19, показанной в некоторых других вариантах осуществления.

Количество пара в пространстве, прилегающем к внешней поверхности 18, на которое влияет каждый источник жидкости, зависит от относительного размера свободной площади поверхности жидкости в пространстве. Чем больше свободной площади поверхности жидкости, находящейся в резервуаре, тем больше обеспечивается достаточное количество пара, пригодного для увлажнения среды, окружающей поверхность 18, что приводит к меньшему испарению из прижимного слоя 11.

Жидкость может полностью заполнять резервуар или частично заполнять резервуар, оставляя за паром пространство выше жидкости, как показано на ФИГ.18А и 18В. Пар может быть перемещен из резервуара 40 для жидкости к внешней жидкой поверхности 18 прижимного слоя 11 посредством одного или более газовпускных патрубков 43. В таком случае, газ, предназначенный для использования в газораспределительной системе, можно подавать к опорной структуре подложки через клапан 45, который также используют для подачи жидкости в резервуар 40 для жидкости.

В качестве альтернативы, газ можно подавать через один или более отдельных газораспределительных блоков. Если такие газораспределительные блоки выполнены с возможностью подачи потока газа через один или более каналов 43, используемых для подачи пара в капиллярный слой, то один или более каналов 43 могут быть снабжены регулятором 44 расхода потока, выполненным с возможностью отделения потока газа, текущего через газораспределительный блок, от пара, возникающего в резервуаре 40. В еще одном альтернативном варианте осуществления газораспределительная система полностью отделена от одного или более элементов для подачи пара из резервуара 40 для пара в зажим.

При более высоких температурах (например, 30 градусов Цельсия), резервуар может вызвать проблемы с конденсацией. Они могут быть смягчены путем термической обработки опорной структура подложки. Резервуар также требует наличия этапов дополнительного приготовления (например, для обеспечения заполнения резервуара) и увеличивает объем опорной структуры подложки. Однако резервуар может быть полезен для применений, в которых требуется крайне высокий срок службы зажима (например, может потребоваться сочетание герметизирующей структуры или консольной герметизации и наличие резервуара), или там, где создание эффективной герметизации может быть затруднено (например, в ситуациях, когда нижняя поверхность подложки является слишком шероховатой, чтобы позволить осуществить надлежащую герметизацию для обеспечения достаточного срока службы зажима). Резервуар также может быть полезен, когда более высокие скорости утечки пара могут быть допустимыми (например, когда резервуар можно использовать вместо герметизирующей структуры), или при работе при более низких температурах (например, при 20°С проблемы с конденсацией могут быть минимальными).

Как будет ясно из описания, приведенного выше, генерирование капиллярного потока путем использования разности высот поверхности опорной структуры подложки, снабженной прижимным слоем для удерживания подложки, можно осуществлять в различных целях, например, для контроля испарения, поддерживания пароизоляции посредством герметизирующего обода, и контроля конденсации. Следует понимать, что изобретение не ограничено этими целями, а может быть также применимо для обеспечения решения других проблем, относящихся к стабильности и надежности жидкого прижимного слоя.

На протяжении всего описания упоминалось выражение «прижимной слой». Выражение «прижимной слой» следует понимать как относящееся к тонкому слою жидкости с вогнутой формой мениска, обладающей давлением ниже давления окружающей ее среды.

Изобретение было описано со ссылкой на определенные варианты осуществления, обсуждавшиеся выше. Должно быть понятно, что эти варианты осуществления допускают различные модификации и альтернативные формы, хорошо известные специалистам в данной области техники, без отступления от сущности и объема изобретения. Следовательно, хотя здесь были описаны конкретные варианты осуществления, они являются всего лишь примерами и не ограничивают объем изобретения, который задан в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к области литографии и касается опорной структуры подложки. Прижатие подложки к поверхности опорной структуры осуществляется посредством капиллярного слоя жидкости. Поверхность опорной структуры имеет внешнюю кромку и включает в себя опорные элементы, предназначенные для приема прижимаемой подложки в нескольких опорных местоположениях. Опорная структура подложки дополнительно включает в себя герметизирующую структуру, которая ограничивает поверхность и имеет кромку, образующую герметизирующий обод. Расстояние между внешней кромкой поверхности и самым внешним из опорных местоположений является большим, чем расстояние между внешней кромкой поверхности и герметизирующим ободом. Расстояние между герметизирующим ободом и самым внешним местоположением опоры больше, чем максимальное расстояние между соседними опорными местоположениями. Технический результат заключается в увеличении прижимного усилия, уменьшении загрязнения вакуумной среды и увеличении срока службы устройства. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 30 ил.

1. Опорная структура (13) подложки для прижатия подложки (12) к поверхности (16) посредством капиллярного слоя (11) жидкости, причем указанная поверхность имеет внешнюю кромку (28) и содержит один или более опорных элементов (17) подложки для приема прижимаемой подложки, при этом:
указанные один или более опорных элементов подложки установлены для обеспечения опоры для подложки в нескольких опорных местоположениях;
опорная структура (13) подложки дополнительно содержит герметизирующую структуру (21), ограничивающую указанную поверхность и имеющую верхнюю поверхность или кромку (22, 24, 26), образующую герметизирующий обод;
расстояние (c) между внешней кромкой поверхности и самым внешним из опорных местоположений больше, чем расстояние (d) между внешней кромкой и герметизирующим ободом; и
расстояние (c+d) между герметизирующим ободом и самым внешним местоположением опоры больше, чем максимальное расстояние между соседними опорными местоположениями.

2. Опорная структура (13) подложки по п.1, в которой расстояние (c) между внешней кромкой указанной поверхности и самым внешним опорным местоположением больше или равно удвоенному расстоянию (d) между внешней кромкой и герметизирующим ободом.

3. Опорная структура (13) подложки по п.1 или 2, в которой расстояние (c+d) между герметизирующим ободом и самым внешним опорным местоположением больше или равно удвоенному максимальному расстоянию между соседними опорными местоположениями.

4. Опорная структура (13) подложки по п.1 или 2, в которой расстояние (c) между внешней кромкой поверхности и самым внешним опорным местоположением больше или равно удвоенному максимальному расстоянию между соседними опорными местоположениями.

5. Опорная структура (13) подложки по п.1 или 2, в которой расстояние (c) между внешней кромкой поверхности и самым внешним опорным местоположением больше или равно номинальному расстоянию между опорными местоположениями, и в которой расстояние (d) между внешней кромкой и герметизирующим ободом меньше или равно такому номинальному расстоянию.

6. Опорная структура (13) подложки для прижатия подложки (12) к поверхности (16) посредством капиллярного слоя (11) жидкости, причем указанная поверхность имеет внешнюю кромку (28) и содержит один или более опорных элементов (17) подложки для приема прижимаемой подложки, при этом:
указанные один или более опорных элементов (17) подложки установлены для обеспечения опоры для подложки в нескольких опорных местоположениях;
опорная структура (13) подложки дополнительно содержит герметизирующую структуру (21), ограничивающую указанную поверхность и имеющую верхнюю поверхность или кромку (22, 24, 26), образующую герметизирующий обод; и
расстояние (c) между внешней кромкой поверхности и самым внешним опорным местоположением больше или равно номинальному расстоянию между опорными местоположениями, и расстояние (d) между внешней кромкой и герметизирующим ободом меньше или равно такому номинальному расстоянию.

7. Опорная структура (13) подложки по п.1 или 6, в которой указанные один или более опорных элементов подложки обеспечивают опору для подложки в нескольких опорных местоположениях, расположенных в соответствии с регулярным рисунком с соответствующим шагом, а расстояние между герметизирующим ободом и опорными местоположениями, находящимися ближе всего к герметизирующему ободу, превышает упомянутый шаг.

8. Опорная структура (13) подложки по п.1 или 6, в которой герметизирующий обод находится по существу на одном уровне с верхней частью опорных элементов подложки.

9. Опорная структура (13) подложки по п.6, в которой вокруг поверхности (16) обеспечена канавка (19), причем канавка содержит более высокую ступенчатую часть (83) по периметру указанной поверхности.

10. Опорная структура (13) подложки по п.9, в которой разность высот между верхней частью опорных элементов подложки и ступенчатой частью (83) канавки (19) больше или равна удвоенной высоте опорных элементов подложки.

11. Комбинация опорной структуры (13) подложки и подложки (12), прижимаемой к поверхности (16) опорной структуры подложки посредством капиллярного слоя (11) жидкости, причем указанная поверхность содержит один или более опорных элементов (17) подложки для приема подложки и установленных для обеспечения опоры для подложки в одном или более опорных местоположений, при этом:
опорная структура (13) подложки дополнительно содержит герметизирующую структуру (21) вокруг указанной поверхности и имеет верхнюю поверхность или кромку (22, 24, 26), образующую герметизирующий обод; и
расстояние (c+d) между герметизирующим ободом и самым внешним опорным местоположением больше, чем максимальное расстояние между соседними местоположениями опор.

12. Комбинация по п.11, в которой при прижатии подложки зазор уменьшается таким образом, что нижняя поверхность подложки соприкасается с герметизирующим ободом.

13. Комбинация по п.11 или 12, в которой герметизирующий обод находится по существу на одном уровне с верхней частью опорных элементов подложки.

14. Комбинация по п.11 или 12, в которой расстояние (c+d) между герметизирующим ободом и самым внешним опорным местоположением больше или равно удвоенному максимальному расстоянию между соседними опорными местоположениями.

15. Комбинация по п.11 или 12, в которой расстояние (a) между периферией капиллярного слоя жидкости и самым внешним опорным местоположением больше, чем расстояние (b) между периферией капиллярного слоя жидкости и герметизирующим ободом.