[发明专利]基板支撑结构、夹持准备单元、以及光刻系统

说明书

技术领域

本发明涉及将基板夹持于其表面上的基板支撑结构。

背景技术

将基板（例如晶圆）固定于基板支撑结构（例如晶圆台）的表面上的夹持操作在半导体产业中是众所周知的，特别是在光刻系统中。在此种光刻系统中，被夹持的基板是藉由曝露至入投射光子或带电粒子（例如是离子或电子）而形成图案。夹持操作允许在基板表面的靶材部分上形成高精确度的图案。

一种夹持操作的方法是藉由吸去基板与基板支撑结构之间的空气，即藉由在基板与基板支撑结构之间产生真空作用。然而，如果被夹持的基板要在真空环境内被处理时，将无法有效使用该方法。存在用于将基板夹持于真空环境中的其他不同解决方案，例如藉由机电式夹持操作。然而，由于用于夹持操作的电场对带电粒子束的不良影响，以上解决方案并不适合用于带电粒子的光刻作用。

另外一种夹持操作的方法是藉由使用液体层来避免以上问题发生，液体层被配置成引起毛细管力，使得基板能够被夹持于基板支撑结构的表面上。一方面，液体对基板表面的附着，以及另一方面，液体对基板支撑结构的附着将生成四周延伸的液体表面，以内凹方式延伸于以上二表面之间。这样形形成的内凹液体表面易于维持其形状，即使在施加力以将基板从基板支撑结构表面处移开时也是如此。液体层可进一步用于加强基板与基板支撑结构表面之间的受热接触状况，使得基板能够接受较高的热负载，且不致承受到过度的收缩或膨胀作用。

然而，使用液体夹层的夹持操作具有一些缺点。夹持液体层的蒸发将导致夹持力经过一段时间后会劣化，因而限制了夹持作用的有效寿命。从液体层泄漏出去的蒸气对于许多应用而言，也是一个问题，例如在光刻处理中，被夹持的基板被导入至真空环境内，从蒸气中泄漏至真空室内的水分子是对光刻处理有害的污染物。夹持液体的蒸气的凝结也将产生问题，导致夹持的有效寿命减少。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于将基板夹持住的方法，用于解决在先前方法中所遇到的问题。为此，本发明提供借助于液体毛细管层，将基板夹持在表面上的基板支撑结构。

表面具有外部边缘，且包括用于接收待夹持的基板接收的一个或多个基板支撑元件，其中一个或多个基板支撑元件被配置成在多个支撑位置处为基板提供支撑。基板支撑结构进一步包括密封结构，该密封结构包围所述表面并具有形成密封边缘的顶部表面或边缘。在所述表面的外部边缘与最外侧支撑位置之间的距离大于所述外部边缘与所述密封边缘之间的距离。

基板支撑结构可以被设计成使得密封边缘与最外侧支撑位置之间的距离大于相邻的支撑位置之间的最大距离。在一些实施例中，表面的外部边缘与最外侧支撑位置之间的距离可大于或等于外部边缘与密封边缘之间的距离的二倍。在一些实施例中，密封边缘与最外侧支撑位置之间的距离是大于或等于介于相邻的支撑位置之间的最大距离的二倍。在一些实施例中，表面的外部边缘与最外侧支撑位置之间的距离大于或等于相邻的支撑位置之间之最大距离的二倍。密封边缘可以被配置成大致上与基板支撑元件的顶部同高。

一个或多个基板支撑元件可在多个支撑位置处为基板提供支撑，该多个支撑位置则是配置成具有相互节距的规则图案，且密封边缘与最接近密封边缘的支撑位置之间的距离可被配置成使得其本身能够超过以上节距。

基板支撑结构的接收表面可进一步包含具有不同毛细管势能的部分，用于在夹持期间，在液体夹持层内诱导出预定的毛细管流。具有不同毛细管势能的部分至少部分设在基板支撑结构的接收表面的周边处。在一些实施例中，在液体夹持层内的预定毛细管流在朝向液体夹持层的周边的方向上。以及在一些实施例中，在液体夹持层内的预定毛细管流可至少一部分发生在基板支撑结构的表面内的一个或多个沟槽中。

带有不同毛细管势能的部分可以具有不同的高度和/或用于夹持液体的不同亲和力和/或不同的表面处理或表面材料或表面涂敷层，用以提供毛细管势能的差异。基板支撑结构的表面可以在基板支撑结构表面的周边处在一个或多个预定位置处包含具有较低毛细管势能的部分，同时，所述周边的大部分则是具有较高的毛细管势能。

具有较低毛细管势能的表面部分的至少一部分可以采样一个或多个沟槽的形式，且一个或多个沟槽可以包含一个或多个弯曲部分。在一些实施例中，一个或多个沟槽的至少一部分可以是螺旋的形式，以及在一些实施例中，一个或多个沟槽的至少一部分具有蛇形形式。一个或多个沟槽的表面区域可配置成覆盖基板支撑结构的小于25％部分。在一些实施例中，一个或多个沟槽的表面区域被均匀分布在基板支撑结构的表面上。