衬底保持器、衬底支撑件和将衬底夹持至夹持系统的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年11月20日提交的欧洲申请17202627.0的优先权，该欧洲申请通过引用全文并入本文。
技术领域
本发明涉及一种将衬底夹持至夹持系统的方法、一种用于光刻设备中并配置成在衬底支撑件上支撑衬底的衬底保持器、以及一种衬底支撑件。
背景技术
光刻设备是一种构造为将所期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备能够例如用于集成电路(IC)的制造中。光刻设备可例如将图案形成装置(例如，掩模)的图案(也经常称为“设计布局”或“设计”)投影到设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
随着半导体制造过程不断进步，几十年来，电路元件的尺寸已经不断地减小，同时每一个器件的功能元件(诸如晶体管)的量已经在稳定地增加，这遵循着通常称为“摩尔定律”的趋势。为了跟上摩尔定律，半导体行业正在追寻能够创建越来越小的特征的技术。为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长决定了在衬底上图案化的特征的最小尺寸。当前使用的典型的波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。使用极紫外(EUV)辐射(其波长在4nm至20nm的范围内，例如6.7nm或13.5nm)的光刻设备可用于在衬底上形成比使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备更小的特征。
在光刻设备中，衬底被保持在衬底保持器上。期望的是，衬底尽可能地平坦以最小化由于与完美平坦度的任何偏差而可能带来的成像误差。一个困难之处在于，当衬底最初被放置到衬底保持器上时，衬底可能是不平坦的。一旦处于衬底保持器上，衬底中便具有平面内应力，并且支撑衬底的衬底保持器的突节弹性变形。衬底中的这些平面内剪切应力导致衬底中的平面内变形，所述变形自身导致重叠误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法、一种衬底保持器和一种包括衬底保持器的衬底支撑件，其中采取措施以促进放置于该衬底保持器上的衬底松弛。
在本发明的实施例中，提供了一种将衬底夹持至夹持系统的方法，所述方法包括以下步骤：提供衬底保持器，所述衬底保持器包括：主体，具有第一主体表面和第二主体表面，其中所述第一主体表面和第二主体表面在所述主体的相反侧上；和多个第一突节，从所述第一主体表面突出，其中每个第一突节具有配置成支撑所述衬底的远端表面；提供用于支撑所述衬底保持器的支撑表面；提供多个第二突节，所述多个第二突节用于通过所述支撑表面与多个第二突节的远端表面接触而将所述衬底保持器支撑在所述支撑表面上；生成第一力以将所述衬底保持器吸引至所述支撑表面；将所述衬底放置在所述衬底保持器上，以使得所述衬底接触所述多个第一突节；生成第二力以将所述衬底吸引至所述衬底保持器；和在释放步骤中控制所述第一力和第二力中的至少一个，以使得所述主体在第二突节之间变形，从而在第一子集的多个第一突节的远端表面和衬底之间产生间隙，并使得所述衬底被支撑在第二子集的所述多个第一突节的远端表面上。
在本发明的实施例中，提供了一种衬底保持器，用于光刻设备并配置成将衬底支撑在衬底支撑件上，所述衬底保持器包括：主体，具有第一主体表面和第二主体表面，其中所述第一主体表面和第二主体表面在所述主体的相反侧上；多个第一突节，从所述第一主体表面突出，其中每个第一突节具有配置成支撑所述衬底的远端表面；和多个第二突节，从所述第二主体表面突出，其中每个第二突节具有用于将所述衬底保持器支撑在所述衬底支撑件上的远端表面，其中第一子集的所述多个第一突节的远端表面距离所述第一主体表面第一距离，第二子集的所述多个第一突节的远端表面距离所述第一主体表面第二距离，所述第一距离大于所述第二距离。
在本发明的实施例中，提供了一种衬底支撑件，包括：衬底保持器，包括：主体，具有第一主体表面和第二主体表面，其中所述第一主体表面和第二主体表面在所述主体的相反侧上；和多个第一突节，从所述第一主体表面突出，其中每个第一突节具有配置成支撑所述衬底的远端表面；和支撑表面，用于通过接触从所述支撑表面突出的多个第二突节的远端表面接触支撑所述衬底保持器；其中第一子集的所述多个第一突节的远端表面距离所述第一主体表面第一距离，第二子集的所述多个第一突节的远端表面距离所述第一主体表面第二距离，所述第一距离大于所述第二距离。
在本发明的实施例中，提供了一种衬底保持器，用于光刻设备并配置成将衬底支撑在衬底支撑件上，所述衬底保持器包括：主体，具有第一主体表面和第二主体表面，其中所述第一主体表面和第二主体表面在所述主体的相反侧上；多个第一突节，从所述第一主体表面突出，其中每个第一突节具有配置成支撑所述衬底的远端表面；多个电极，可以向所述电极施加电压以便将所述衬底保持器固定至所述衬底支撑件；其中所述多个电极配置成使得：依赖于所施加的电压，在第一子集的所述多个第一突节下方的衬底保持器的主体的多个部分和所述衬底支撑件之间的力能够独立于在第二子集的所述多个第一突节下方的衬底保持器的主体的多个部分和所述衬底支撑件之间的力进行控制。
附图说明
现在将参考示意性附图仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：
-图1描绘了光刻设备的示意性概述；
-图2a和2b描绘了流体处理结构的两个不同变形例的横截面，在左侧和右侧图示出该流体处理结构具有不同的特征，所述特征可围绕整个圆周延伸；
-图3图示了实施例的衬底保持器、衬底和衬底支撑件的横截面；
-图4图示了在松弛状态下的衬底保持器和衬底支撑件的替代实施例；
-图5至图7图示了将衬底放置至由图3或图4的衬底支撑件支撑的衬底保持器上的步骤；
-图8图示了图3的衬底保持器、衬底和衬底支撑件的替代实施例的横截面；
-图9和图10图示了图3的衬底保持器、衬底和衬底支撑件的替代实施例的横截面；
-图11示意性地图示了未落入到本发明的范围内的第一突节和第二突节的图案。
具体实施方式
在本文中，术语“辐射”和“束”被用于涵盖全部类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外辐射(EUV，例如具有在约5-100nm的范围内的波长)。
如本文中所使用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被宽泛地解释为指可以用于赋予入射辐射束图案化的横截面的上位化的图案形成装置，所述图案化的横截面对应于待在衬底的目标部分中产生的图案。术语“光阀”也能够用于这种内容情境中。除了经典掩模(透射式或反射式；二元式、相移式、混合式等)以外，其它此类图案形成装置的示例包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。
图1示意性地描绘了一种光刻设备。所述光刻设备包括：照射系统(也称为照射器)IL，配置成调节辐射束B(例如UV辐射或DUV辐射)；掩模支撑件(例如掩模台)MT，构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA并且连接到第一定位器PM，所述第一定位器PM配置成根据特定参数来准确地定位图案形成装置MA；衬底支撑件(例如衬底台)WT，构造成保持衬底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)W并且连接到第二定位器PW，所述第二定位器PW配置成根据特定参数来准确地定位衬底支撑件WT；和投影系统(例如折射型投影透镜系统)PS，配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。
在操作中，照射系统IL接收来自辐射源SO的辐射束B，例如经由束传递系统BD。照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形和/或控制辐射。照射器IL可以用于调节辐射束B，以在图案形成装置MA的平面处在其横截面中具有所期望的空间和角度强度分布。
本文使用的术语“投影系统”PS应该被广义地解释为涵盖各种类型的投影系统，包括折射型光学系统、反射型光学系统、反射折射型光学系统、变形型光学系统、磁性型光学系统、电磁型光学系统和/或静电型光学系统或其任意组合，对于所使用的曝光辐射和/或对于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其它因素合适的。本文使用的任何术语“投影透镜”可以被认为与更上位的术语“投影系统”PS同义。
光刻设备可以是这样一种类型：其中衬底的至少一部分可以被具有相对高折射率的浸没液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统PS和衬底W之间的空间11-其也称为浸没光刻术。关于浸没技术的更多信息在US6,952,253中给出，该专利通过引用并入本文中。
光刻设备也可以是具有两个或更多衬底支撑件WT(也称为“双平台”)的类型。在这种“多平台”机器中，衬底支撑件WT可以并行使用，和/或准备随后曝光衬底W的步骤可以在位于一个衬底支撑件WT上的衬底W上进行，而另一个衬底支撑件WT上的另一衬底W用于在另一衬底W上曝光图案。
除了衬底支撑件WT之外，光刻设备可以包括测量平台。测量平台被布置成保持传感器和/清洁装置。传感器可以被布置成测量投影系统PS的属性或辐射束B的属性。测量平台可以保持多个传感器。清洁装置可以被布置成清洁光刻设备的一部分，例如投影系统PS的一部分，或提供浸没液体的系统的一部分。当衬底支撑件WT远离投影系统PS时，测量平台可以在投影系统PS的下方移动。
在操作中，所述辐射束B入射到保持在掩模支撑件MT上的所述图案形成装置(例如掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置MA上呈现的图案(设计布局)来图案化。在已横穿掩模MA的情况下，辐射束PB传递通过投影系统PS，该投影系统PS将所述束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置测量系统IF，可以准确地移动衬底支撑件WT，例如，以便在被聚焦且对准的位置处将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，可以将第一定位器PM和可能的另一个位置传感器(图1中未明确描绘出)用于相对于所述辐射束B的路径准确地定位图案形成装置MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2将图案形成装置MA和衬底W对准。尽管所示的衬底对准标记P1、P2占据了专用目标部分，但是它们可以位于多个目标部分之间的空间中。当衬底对准标记位于多个目标部分C之间时，衬底对准标记P1、P2被称作划线对准标记。
为了说明本发明，使用笛卡尔坐标系。笛卡尔坐标系具有三个轴，即，x轴、y轴和z轴。三个轴中的每一个正交于另外两个轴。围绕x轴旋转被称为Rx旋转。围绕y轴旋转被称为Ry旋转。围绕z轴旋转被称为Rz旋转。x轴和y轴限定水平面，而z轴沿竖直方向。笛卡尔坐标系并不限制本发明，且仅用于说明目的。相反，另外坐标系，诸如圆柱坐标系，可以用于说明本发明。笛卡尔坐标系的方向可以不同，例如使得z轴具有沿水平面的分量。
已将浸没技术引入到光刻系统中，以实现改善较小特征的分辨率。在浸没式光刻设备中，在设备的投影系统PS(图案化的束通过该投影系统被朝向衬底W投影)与衬底W之间的空间11中插入具有相对较高折射率的浸没液体的液体层。浸没液体覆盖在投影系统PS的最终元件下方的衬底W的至少一部分。因此，经历曝光的衬底W的所述至少一部分浸没在浸没液体中。浸没液体的效应是实现较小特征的成像，因为曝光辐射会在液体中比在气体中具有更短的波长。(浸没液体的效应也可以被认为是增加系统的有效数值孔径(NA)并且还增加了焦深。)
在商用的浸没光刻术中，浸没液体为水。典型地，水为高纯度的蒸馏水，诸如通常用于半导体制造工厂中的超纯水(UPW)。在浸没系统中，UPW常常被纯化且其可在作为浸没液体而供应至浸没空间11之前经历额外的处理步骤。除了可以使用水作为浸没液体以外，也可以使用具有高折射率的其它液体，例如：烃，诸如氟代烃；和/或水溶液。另外，已设想将除液体以外的其它流体用于浸没光刻术中。
在本说明书中，将在描述中参考局部浸没，其中在使用中浸没液体被限制在最终元件100和面向最终元件100的表面之间的空间11。面向表面是衬底W的表面或与衬底W的表面共面的支撑平台(或衬底支撑件WT)的表面。(请注意，此外或在替代例中，除非另外明确说明，否则下文中对衬底W表面的提及也指的是衬底支撑件WT的表面；反之亦然)。投影系统PS和衬底支撑件WT之间存在的流体处理结构12用于将浸没液体限制在浸没空间11中。由浸没液体填充的空间11在平面上小于衬底W的顶表面，并且当衬底W和衬底支撑件WT在下方移动时，该空间11相对于投影系统PS基本上保持静止。
已设想其它浸没系统，诸如无限制浸没系统(所谓的“全湿式”浸没系统)和浴器浸没系统。在无限制浸没系统中，浸没液体覆盖超过最终元件100下方的表面。浸没空间11外侧的液体作为薄的液体膜存在。液体可以覆盖衬底W的整个表面，或甚至可以覆盖衬底W以及与衬底W共面的衬底支撑件WT。在浴器类型的系统中，衬底W被完全浸没在浸没液体的浴器中。
流体处理结构12是这样一种结构：其供应浸没液体至浸没空间11，从所述空间11去除所述浸没液体，由此将浸没液体限制于浸没空间11。它包括为流体供应系统的一部分的特征。在PCT专利申请公开no.WO 99/49504中所公开的布置为早期的流体处理结构，该流体处理结构包括多个管道，所述管道供应浸没液体或从空间11回收浸没液体，所述管道依赖于投影系统PS下方的平台的相对运动而操作。在更近的设计中，流体处理结构沿投影系统PS的最终元件100与衬底支撑件WT或衬底W之间的空间11的边界的至少一部分延伸，以便部分地限定空间11。
所述流体处理结构12可以具有不同功能的选择。每个功能可以从使得流体处理结构12能够实现所述功能的相应特征得到。流体处理结构12可以用多个不同的术语来指代，每个术语都指代诸如阻挡构件、密封构件、流体供应系统、流体去除系统、液体限制结构等的功能。
作为阻挡构件，流体处理结构12是针对所述浸没液体从所述空间11流动的阻挡件。作为液体限制结构，所述结构将浸没液体限制于所述空间11。作为密封构件，流体处理结构的密封特征形成密封以将浸没液体限制于所述空间11。密封特征可以包括来自密封构件的表面中的开口的额外的气流，诸如气刀。
在实施例中，流体处理结构12可以供应浸没流体，因此是流体供应系统。
在实施例中，流体处理结构12可以至少部分地限制浸没流体，由此是流体限制系统。
在实施例中，流体处理结构12可以提供对浸没流体的阻挡，由此是阻挡构件，诸如流体限制结构。
在实施例中，液体处理结构12可以产生或使用气流，例如以帮助控制浸没流体的流动和/或位置。
气流可形成密封以限制浸没流体，因此流体处理结构12可被称作密封构件；这种密封构件可以是流体限制结构。
在实施例中，浸没液体用作浸没流体。在那种状况下，流体处理结构12可以是液体处理系统。在参考前述描述的情况下，在该段落中对关于流体所限定的特征的参考可被理解为包括关于液体所限定的特征。
光刻设备具有投影系统PS。在衬底W的曝光期间，投影系统PS将被图案化的辐射束投影至衬底W上。为了到达衬底W，辐射束B的路径从投影系统PS传递通过浸没液体，该浸没液体由位于投影系统PS与衬底W之间的流体处理结构12限制。投影系统PS具有与浸没液体接触的透镜元件，其为在束的路径中的最后元件。与浸没液体接触的该透镜元件可被称作“最后透镜元件”或“最终元件”。最终元件100至少部分地由流体处理结构12围绕。流体处理结构12可以将浸没液体限制在最终元件100下方并在面向表面上方。
图2a和图2b示出了在流体处理结构12的变形例中可能存在的不同特征。除非有不同地描述，所述设计可以共享与图2a和图2b相同的特征中的一些。本文描述的特征可以如图所示或根据需要单独地或组合地选择。
图2a示出了围绕最终元件100的底表面的流体处理结构12。最终元件100具有倒置的截头圆锥形形状。截头圆锥形形状具有平坦的底表面和圆锥形表面。截头圆锥形形状从平坦的表面突出并具有平坦的底表面。平坦的底表面为最终元件100的底表面的光学活性部分，辐射束B可以传递通过该光学活性部分。最终元件100可具有涂层30。流体处理结构12围绕截头圆锥形形状的至少部分。流体处理结构12具有面向截头圆锥形形状的圆锥形表面的内表面。所述内表面和圆锥形表面具有互补的形状。流体处理结构12的顶表面实质上是平坦的。流体处理结构12可以围绕最终元件100的截头圆锥形形状装配。流体处理结构12的底表面实质上是平坦的，并且在使用中该底表面可以与衬底支撑件WT和/或衬底W的面向表面平行。底表面和面向表面之间的距离可以在30微米至500微米的范围内，期望在80微米至200微米的范围内。
比最终元件100相比，流体处理结构12延伸至更靠近衬底W和衬底支撑件WT的面向表面的位置。因此，在流体处理结构12的内表面、截头圆锥形部分的平坦表面和面向表面之间限定了空间11。在使用期间，空间11填充满浸没液体。浸没液体填充最终元件100与流体处理结构12之间的互补表面之间的缓冲空间的至少部分，在一实施例中填充互补内表面与圆锥形表面之间的空间的至少部分。
浸没液体通过形成在流体处理结构12的表面中的开口被供应到空间11。浸没液体可以通过流体处理结构12的内表面中的供应开口20被供应。替代地或附加地，浸没液体从形成在流体处理结构12的下表面中的下供应开口23供应。下供应开口23可以围绕辐射束B的路径，并且可以由阵列形式的一系列开口形成。浸没液体被供应来填充空间11，使得在投影系统PS下方的通过空间11的流是层流。从流体处理结构12下方的开口23供应浸没液体附加地防止了气泡进入到空间11中。这种浸没液体供应起到液体密封的作用。
可以从形成在内表面中的回收开口21回收浸没液体。通过回收开口21进行的浸没液体回收可以通过施加负压来进行；通过回收开口21的回收是浸没液体流通过空间11的速度的结果；或回收可能是两者的结果。当在平面图中观察时，回收开口21可以位于供应开口20的相对侧。附加地或替代地，可以通过位于流体处理结构12的顶表面上的溢流开口24来回收浸没液体。在实施例中，供应开口20和回收开口21能够调换其功能(即，液体的流动方向反向)。这允许依赖于流体处理结构12和衬底W的相对运动改变流动方向。
另外地或替代地，可以通过形成于其底表面中的回收开口25从流体处理结构12下方回收浸没液体。回收开口25可用于将浸没液体的弯液面33保持(或“钉扎”)到流体处理结构12。弯液面33形成在流体处理结构12和面向表面之间，并且用作液体空间和气态外部环境之间的边界。回收开口25可以是多孔板，其可以以单相流的形式回收浸没液体。底表面中的回收开口可以是一系列钉扎开口32，浸没液体通过这些钉扎开口32进行回收。钉孔开口32可以以两相流的形式回收浸没液体。
可选地，在相对于流体处理结构12的内表面径向向外的是气刀开口26。气体可以以升高的速率通过气刀开口26供应，以辅助将浸没液体限制在空间11中。所供应的气体可能被加湿并且可能实质上包含二氧化碳。在气刀开口26的径向外侧是用于回收通过气刀开口26供应的气体的气体回收开口28。另外的开口(例如通向大气或通向气体源)可以存在于流体处理结构12的底表面中。例如，另外的开口可以存在于气刀开口26和气体回收开口28之间和/或钉扎开口32和气刀开口26之间。
图2b所示的与图2a共有的特征共有相同的附图标记。流体处理结构12具有与截头圆锥形形状的圆锥形表面互补的内表面。流体处理结构12的下表面比截头圆锥形形状的平坦的底表面更靠近面向表面。
浸没液体通过形成在流体处理结构12的内表面中的供应开口34被供应到空间11。供应开口34朝向所述内表面的底部定位，可能位于截头圆锥形形状的底表面下方。供应开口34围绕内表面定位，并围绕辐射束B的路径而间隔开。
浸没液体通过流体处理结构12的下表面中的回收开口25从空间11中回收。当面向表面在流体处理结构12下方移动时，弯液面33可能在回收开口25的表面之上沿着与面向表面的移动方向相同的方向迁移。回收开口25可以由多孔构件形成。浸没液体可以以单相的形式被回收。在实施例中，浸没液体可以以两相流的形式被回收。两相流被接收在流体处理结构12内的腔室35中，在该腔室中两相流被分成液体和气体。液体和气体通过分离的通道36、38从腔室35中回收。
流体处理结构12的下表面的内周缘39远离内表面延伸到空间11中以形成板40。内周缘39形成小的孔，所述孔的尺寸可以被设置成匹配辐射束B的形状和尺寸。板40可以用于隔离其两侧的浸没液体。所供应的浸没液体通过内孔向内流向该孔，然后在板40下方径向向外流向周围的回收开口25。
在实施例中，流体处理结构12可以是在图2b右侧示出的两部分：内部部分12a和外部部分12b。内部部分12a和外部部分12b可以在平行于面向表面的平面中相对于彼此移动。内部部分12a可以具有供应开口34，并且内部部分12a可以具有溢流回收结构24。外部部分12b可以具有板40和回收开口25。内部部分12a可以具有中间回收结构42，用于回收在内部部分12a和外部部分12b之间流动的浸没液体。
下文将参考浸没光刻设备来描述本发明。在这种设备中，衬底W的成像是在所述设备的大多数部件由气体氛围围绕的情况下进行。如下文所描述，这种设备中的衬底支撑件WT能够使用一个或更多个负压，以便向衬底W施加力来将衬底保持在适当的位置中。然而，本发明适用于其它类型的光刻设备。例如，本发明适合用于衬底W的成像在气体氛围中进行的任何设备。另外，本发明能够适用于衬底W的成像在真空中进行的EUV光刻设备。在那种情况下，替代使用负压产生对衬底W的保持力，使用静电力将衬底W保持于适当的位置中。这将参考图9、图10和图11进行描述。
衬底支撑件WT包括衬底保持器200，所述衬底保持器200配置成支撑衬底W。图3图示了根据实施例的衬底保持器200和相关联的衬底W和衬底支撑件WT的横截面。图3图示了衬底W被夹持以准备好进行成像的情形。衬底保持器200包括主体210，该主体210具有第一主体表面212。在使用中，第一主体表面212面向衬底W的下表面。
在第一主体表面212的中心区中，多个第一突节220从第一主体表面212突出。每一第一突节220具有配置成支撑衬底W的远端表面。第一突节220在平面中以第一规则图案相对于彼此布置。第一规则图案用以支撑衬底W且将衬底W朝向或远离主体表面212的任何弯曲减少至可接受的量。
相较于衬底W的平面中的区域，每一第一突节220的平面中的区域相对较小。因此，第一突节220仅接触衬底W的下表面的小区域。这减小了污染物从衬底保持器200转移至衬底W的机会。
主体210具有第二主体表面214。第二主体表面214在主体210的与第一主体表面212相反的侧上。在使用中，第二主体表面214面向衬底支撑件WT的支撑表面300。
在第二主体表面214的中心区中，多个第二突节240从第二主体表面214突出。每一第二突节240具有远端表面，该远端表面配置成通过与衬底支撑件WT的支撑表面300接触来在支撑表面300上支撑衬底保持器200。第二突节240在平面中以第二规则图案相对于彼此布置。第二规则图案用于支撑衬底保持器200。
衬底保持器200和衬底支撑件WT一起构成夹持系统1000。夹持系统1000被调适以能够在夹持系统控制器110的控制下从第一主体表面212与衬底W之间以及从第二主体表面214与支撑表面300之间抽取气体。夹持系统控制器110配置成独立于第二主体表面214与支撑表面300之间的气体压力而控制第一主体表面212与衬底W之间的气体压力。
类似地，可产生横跨衬底保持器200的压力差。例如，将衬底保持器200的主体210与衬底支撑件WT的支撑表面300之间的空间抽空至低于衬底W上方的较高压力的负压。压力差导致将衬底保持器200保持至衬底支撑件WT的第一力。
产生横跨衬底W的压力差。例如，将衬底保持器200的主体210与衬底W之间的空间抽空至低于衬底W上方的较高压力的负压。该压力差导致将衬底W保持至衬底保持器200的第二力。
下文将描述第一突节220和第二突节240的精确布置。然而，从图3将清楚的是，在实施例中，第二突节240的数目小于第一突节220的数目。将第一突节220分隔成两个或更多个子集。为简单起见，关于具有第一子集220a的多个第一突节220和第二子集220b的多个第一突节220来描述本发明。然而，本发明能够扩展为具有其它子集的多个第一突节220。
衬底保持器200被布置成使得第一子集220a的多个第一突节220可相对于第二子集220b的多个第一突节220在z方向上朝向和远离衬底W移动。将描述实现这的两种一般方式。第一方式为图3和图4中图示的方式，其使用负压在衬底保持器200与衬底支撑件WT之间以及衬底保持器200与衬底W之间产生力。第二方式参考图8、图9和图10进行图示，其中使用电极在衬底保持器200与衬底支撑件WT之间以及衬底保持器200与衬底W之间产生静电力。使用负压和静电力中的一个或两个的混合系统也是可行的。
在图3的实施例中，第二子集220的多个第一突节220每个都具有轴线230，该轴线与多个第二突节240中的一个的轴线235相距一距离237，该距离小于第一子集220a的多个第一突节220中的突节的轴线与多个第二突节240中的一个的最近轴线235之间的距离239。换句话说，第二子集220b的多个第一突节220中的每一突节具有对应的第二突节240。在诸如例如图3中所图示的实施例中，每一第二突节240的中心轴线235与第一突节220中的对应一个的中心轴线230同轴(没有看到这一情况是因为240在图3中看起来向右移动一点，所述轴线不再对准)。第二子集220b的多个第一突节220与第二突节240的对准意味着通过第二子集220b中的突节和第二突节240两者将力从衬底保持器200上的衬底W向下传送至衬底支撑件WT。换句话说，在对应于第二子集220b的多个第一突节220中的突节中的每一个的位置的位置处衬底保持器200的刚度大于在对应于第一子集220a的多个第一突节220中的突节中的每一个的位置的位置处的衬底保持器200的刚度。轴线235与230可共面。实现该刚度差的其它方式是可能的，例如通过使主体210的厚度变化和/或使第二突节240的尺寸变化(较小的第二突节240提供较低的刚度)。
在实施例中，第二子集220b中的突节的数目实质上等于多个第二突节240的数目。
除了下文所描述的内容之外，图4的实施例与图3的实施例相同。在图4的实施例中，第二突节240是衬底支撑件WT的部分，从支撑表面300突出。图4实施例的衬底保持器200和衬底支撑件WT以与图3的实施例的方式相同的方式工作。图3的实施例也可具有从支撑表面300突出而非从第二主体表面214突出的第二突节240。
如图4中所图示，衬底保持器200处于松弛状态，在该松弛状态中，没有力施加至衬底保持器。图3的实施例的衬底保持器200在松弛状态下是类似的。在这一配置中，第一子集220a中的突节的远端从第一主体表面212突出的距离小于第二子集220b中的突节从第一主体表面212突出的对应的距离。距离差由图4中所图示的间隙222进行图示。这一距离差的原因是上文所提到的属性：在对应于第一子集220a中的突节的位置处的衬底保持器200的刚度低于在对应于第二子集220b中的突节的位置处的刚度。因此，如果在整个区域上施加相同的力以将衬底W吸引至衬底保持器200，则主体210将在对应于第一子集的突节220a的位置处朝向衬底W弯曲。如果第一子集220a和第二子集220b中的突节与第一主体表面212相距相同的距离，则这会导致第一子集220a中的突节突出于第二子集220b中的突节。为了确保在衬底W夹持于所有第一突节220的远端表面在相同平面中的准备好进行成像的位置中，第一子集220a中的突节的远端表面从第一主体表面212突出的距离比第二衬底220b中的突节的远端表面从第一主体表面212突出的距离小由间隙222所图示的量。结果，在被夹持状态下，衬底W能够保持平坦且与所有第一突节200接触，如图3中所图示。在图7中所图示且如下文所描述的情形中，示意性地图示对应于第一衬底220a中的突节的位置处的主体210的弯曲，而在图3中，未图示该弯曲。
如果在主体210与衬底支撑件WT之间施加比在主体210与衬底W之间更低的压力，则在第二突节240之间可能够发生主体210朝向衬底支撑件WT的变形。结果，第一子集220a中的突节将朝向衬底支撑件WT并远离衬底W略微地向下移动。与如果如图3中所图示在主体210上方和下方的压力相等或如果第一突节220中的每一个具有对应的第二突节240则将出现的状况相比，这允许在此条件下通过较少的第一突节220(即通过第二子集220b中的突节来)支撑衬底W。该原理用于与夹持衬底的方法有关的本发明，如下文参考图5至图7所论述。首先以诸如图3中所图示的方式将衬底W装载至衬底支撑件200上。衬底W最初可弯曲(向上(伞形))或向下(碗形))。在这一配置中，由于第一突节220的远端表面与衬底W之间的高摩擦力，所以在xy平面中存在第一突节220的弹性变形。该弹性变形导致衬底W的平面内变形。通过继续保持衬底W但释放多个第一突节220的两个子集220a、220b中的一个子集，所释放的子集220a、220b中的突节的任何弹性变形能够松弛。突节的被释放的子集中的突节能够接着与衬底W重新接合。在图3至图7中所图示的特定配置中，接着有可能释放突节的另一子集220a、220b而不与衬底W接触，使得所述突节也能够松弛。可根据期望将该过程重复多次，每一重复导致衬底W中的较低的平面内应力。最后，衬底W可通过使所有第一突节220的远端表面与衬底W接合来被充分地夹持以准备好进行成像，如图7中所图示。
图3和图5至图7示出了在将衬底W装载于衬底保持器200上期间能够如何使用夹持系统1000，与如果主体210在第二突节240之间不弯曲则将出现的状况相比，如何实现衬底W更充分地松弛。相同原理能够应用于图4的夹持系统。
在主体210与支撑表面300之间产生负压以产生第一力，从而将衬底保持器200吸引至支撑表面300。通过在衬底W与衬底保持器200之间产生负压来产生第二力以将衬底W吸引至衬底保持器200。接着将衬底W装载至衬底保持器200上，如图3中所图示。
控制第一力和第二力的幅值以导致释放步骤在第一子集220a中的突节的远端表面与衬底W之间产生间隙225，在该释放步骤中，主体210在第一子集220a中的突节(中心第一突节220a，如图5中所图示)下方的区域中朝向支撑表面300移动。在第一子集220a中的突节下方不存在第二突节240意味着当将衬底保持器200吸引至衬底支撑件WT的力增加时，相对较薄的主体210将在第二子集220b中的突节与第二突节240的匹配集合之间变形。主体210远离衬底W朝向衬底支撑件WT向下变形。结果，定位于朝向衬底支撑件WT变形的主体210的刚度较低之部分上方的第一子集220a中的突节的远端表面移动脱离与衬底W的下表面接触。这意味着有可能在并非所有第一突节220与衬底W的下表面接触的条件下在衬底保持器200上支撑衬底W。
作为第一子集220a中的突节脱离与衬底W接触的结果，第一子集220a中的突节中的平面内应力松弛。类似地，由第一子集220a中的突节与衬底W之间的接触引起的衬底W中的任何平面内应力在衬底W中松弛。由此，衬底W的平面内变形减少，从而导致较佳的重叠性能。
在衬底W已被释放之后，如图5中所图示，不具有对应的第二突节240的第一子集220a中的突节仍远离衬底W的下表面。也就是，在第一子集220a中的突节的远端表面与衬底W的下表面之间存在间隙225。
在该阶段，控制器110通过增加第一主体表面212与衬底W之间的负压(即，减小绝对压力)来开始重新接合步骤。这有效地增加第二力以将衬底W吸引至衬底保持器200，这是因为衬底W下方的压力低于衬底W上方的压力。替代地或另外，可减小第二主体表面214与支撑表面300之间的负压(即，增加绝对压力)，由此减小第一力。第一力和第二力两者可以被改变。因此，该情形移至所有第一突节200接触衬底W的下表面的情形。
在分离步骤中，增加第一主体表面212与衬底W之间的负压和/或减小第二主体表面214与支撑表面300之间的负压。也就是，在分离步骤中，减小第一力和/或增加第二力。这导致在第二子集220b中的突节的远端表面与衬底W之间形成间隙226。这是由于在对应于第一子集220a中的突节的部位处，主体210弯曲远离支撑表面300，该弯曲是第一力和/或第二力改变的结果。也就是，衬底W接着仅由第一子集220a中的突节支撑，如图6中所图示。在该位置中，第二子集220b中的突节的任何平面内弹性变形能够松弛，在第二子集220b中的突节的位置处的衬底W中的任何相关联的平面内应力也松弛。
最终阶段(即另一重新接合步骤)在图7中进行图示。此处，执行控制第一力和/或第二力使得第一子集220a和第二子集220b中的突节接触衬底W且保持其平坦以准备好进行成像的步骤。例如，主体210与支撑表面300之间的压力与主体210与衬底W之间的压力相同。在另一重新接合步骤期间，增加第一力和/或减小第二力。结果，由于在第一子集220a中的突节的位置处的主体210的较低刚度，所以主体210在第二突节240之间朝向衬底W变形。由于高度差，即，在衬底保持器200的松弛状态下第一子集220a和第二子集220b中的突节之间的间隙222，弯曲导致第一子集220a和第二子集220b两者中的突节的远端表面在实质上相同的平面中终止，使得衬底W能够在与所有第一突节220接触的同时保持平坦。以这一方式，衬底W中的平面内应力松弛。因此，在图7中所图示的位置中，可在第一突节220中的每一个的位置处支撑衬底W的整个下表面，并能够对衬底W进行成像。
可根据期望将图5中所图示的释放步骤、在图5与图6之间发生的重新接合步骤、如图6中所图示的分离步骤和如图7中所图示的另一重新接合步骤执行多次，每一重复导致衬底W中的平面内应力的进一步减小。
尽管上文参考增加和减小负压来描述，但可用其它方式产生第一力和/或第二力，例如以静电方式产生，例如使用库仑夹持或使用约翰逊-拉贝克(Johnson-Rahbek)夹持，例如通过将电压施加至一个或更多个电极。在另一实施例中，可通过施加负压和用静电方式的组合来产生或至少控制第一力和/或第二力。
为了使夹持系统1000能够独立地在第二主体表面214与支撑表面300之间和第一主体表面212与衬底W之间的空间中产生压力，期望防止气体从衬底保持器200的第一侧通过主体210到达衬底保持器200的第二侧。因此，如果任何通孔被设置为穿过主体210，则必须能够阻断这些通孔。例如，可在衬底支撑件WT中提供可致动的销(未描绘于图中)。所述销能被致动，以使得所述销比第一突节220更多地突出远离衬底支撑件WT。在装载和卸除衬底W期间，所述销被伸出，通过所述销支撑衬底W。由此，接着缩回该所述销以将衬底W放置至具有对应第二突节240的第一突节220的远端表面上。必须提供密封件以确保能够在主体210的两侧产生不同的真空压力。
提供通路以产生负压。在衬底支撑件WT中提供在支撑表面300中具有开口的通路以在衬底保持器200与衬底支撑件WT之间产生负压。为了在衬底保持器200与衬底W之间产生负压，在主体210内提供在第一主体表面212中具有开口的一个或更多个通路。这些通路的相对端部利用例如软管连接至负压源。
现有技术的衬底保持器已经要求所有第一突节的远端表面实质上处于相同的平面中。先前，如果第一突节220中的每一个具有对应的第二突节240，则才可能实现规格内的平坦度。这是因为第一突节220的远端表面被抛光以便实现所期望的平坦水平。在抛光期间去除的材料的量依赖于抛光石与第一突节220之间的力。在第一突节220不具有对应的第二突节240的状况下，抛光石会按压第一突节220并使主体210略微地弯曲，因此与在它们在正下方由对应的第二突节240支撑的状况下相比，从第一突节220去除的材料更少。然而，由于引入新的平坦化技术，诸如离子束研磨/抛光、光刻蚀刻等，在第一突节220下方的主体210的刚度的变化不再引入这种缺陷，因为在离子束研磨中去除的材料量与在正被研磨的突节下方的主体210的刚度无关。这些新的平坦化技术的引入已实现引入诸如图4中所图示的衬底保持器200，其中可将第一突节的不同子集中的突节制造成具有不同的高度。
在实施例中，间隙222是3nm或大于3nm，优选地为10nm或大于10nm，更优选地为30nm或大于30nm，期望地为50nm或大于50nm，或甚至100nm或大于100nm。在成像期间，在使用时根据主体210的刚度和第一力和第二力的幅值来选择间隙222。例如，该间隙等于第一子集220a和第二子集220b中的突节之间的主体210的刚度差乘以在对衬底进行成像期间通过第一力和第二力施加至主体210的总体力。
上文描述基于使用负压产生衬底W、衬底保持器200和衬底支撑件WT之间的力来解释。然而，并非必需是这一状况，可以用包括通过使用静电力的任何其它方式来产生力。现将参考图8来描述这一情况。
在图8中，提供用于在衬底W、衬底保持器200和衬底支撑件WT之间产生第一力和第二力的电极500、510、600、610。力的幅值依赖于施加至电极的电压。
在图8的实施例中，一个或更多个衬底电极500沉积于衬底W的底面上。也提供嵌入于衬底保持器200的主体210内的一个或更多个第一衬底保持器电极510。通过提供衬底电极500与第一衬底保持器电极510之间的电位差，能够产生将衬底W朝向衬底保持器200吸引的力。类似地，在衬底支撑件WT中设置一个或更多个衬底支撑件电极600。在衬底保持器200的主体210中设置一个或更多个第二衬底保持器电极610。衬底支撑件电极600与第二衬底保持器电极610之间的电位差产生衬底保持器200与衬底支撑件WT之间的力。除了产生力的方式以外，图8的夹持系统1000与上文参考图3至图7所描述的系统相同。
在实施例中，仅一个或更多个第一衬底保持器电极设置于衬底保持器200中，所述一个或更多个电极处于相同的电位且用于产生衬底W与衬底保持器200之间的力和衬底保持器200与衬底支撑件WT之间的力两者。
图9和图10示出了另一实施例。在图9和图10的实施例中，可如图9和图10中所图示以静电方式或如例如图3中所图示使用负压或通过不同的手段或通过那些手段中的两个手段的组合来产生衬底保持器200与衬底W之间的第二力。
在图9和图10的实施例中，在对应于第一子集220a中的突节的位置处和在对应于第二衬底220b中的突节的位置处的主体210的刚度相同，但并非必需是这一状况。然而，提供衬底保持器电极620、630的至少两个集合，使得可独立于在多个第一突节220的第二子集220b下方的衬底保持器200的主体210的部分处的第一力来控制在第一子集220a下方的衬底保持器200的主体210的部分处的第一力。在图9和图10的实施例中，这通过确保以下情形来布置：第一突节220和第二突节240的相对位置交替使得每一第一突节220在平面中定位于对应的第二突节240之间的间隙中。因此，第一突节220中的每一个处于主体210的相当大的变形是可能的(即，主体210并非刚性)位置处。通过在第一子集220a中的突节下方的位置处提供第一衬底保持器电极630和在第二子集220b中的突节下方的位置处提供第二衬底保持器电极620，与第二子集220b中的突节的远端表面相对于支撑表面300的高度相比，有可能独立地控制第一子集220a中的突节的远端表面相对于支撑表面300的高度。
例如，如图9中所图示，在对应于第二子集220b中的突节的第二衬底保持器电极620与衬底支撑件WT的电极310之间产生静电力。由于该吸引力，第二子集220b中的突节缩回以远离衬底W，从而使衬底W由第一子集220a中的突节支撑。在该位置中，第二子集220b中的突节中的任何平面内应力能够松弛。
相反，在图10中，在第一衬底保持器电极630与作为衬底支撑件WT的部分的电极310之间产生的静电力有效地使第一子集220a中的突节缩回以远离衬底W。衬底W接着由第二子集220b中的突节支撑。第一子集220a中的突节中的任何平面内应力能够松弛。该过程可以重复任何数目次。接着为了夹持衬底W以用于成像，允许所有第一突节220的远端表面接触衬底W的下表面。在该实施例中，所有第一突节220的远端表面实质上共面，甚至在衬底保持器200上不存在力时也是如此。
图11图示根据本发明的第一突节220和第二突节240的布置的实施例。在示意图中，实心点表示不具有对应的第二突节240(例如，类似于图5至图8的中心突节)的第一突节220(的第一子集220a)，而不具有阴影的圆圈表示在它们下方具有对应的第二突节240(即，类似于图5至图7中所示出的实施例的右侧和左侧上)的第一突节220(的第二子集220b)。
在图11的实施例中，每四个第一突节220中仅一个具有对应的第二突节240。每第一突节220的被支撑的区域(即，第二突节240的支撑区域)是类似的。第一图案和第二图案(四个)的旋转对称性对于第一图案和第二图案是相同的。这期望地导致环绕第二突节240中的每一个的主体210的实质上的对称变形。
尽管在本文中可以对在IC制造中的光刻设备的使用进行具体的参考，但是应该理解，本文描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括集成光学系统，用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。
在该情境允许的情况下，本发明的实施例可以以硬件、固件、软件或其任意组合来实施。本发明的实施例还可以被实施为储存在机器可读介质上的指令，该指令可以被一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于储存或传输呈机器(例如，计算装置)可读的形式的信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁性储存介质；光学储存介质；闪速存储装置；电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。此外，固件、软件、例行程序、指令在本文中可被描述为执行某些动作。但是，应当认识到，这样的描述仅仅是为了方便，并且这样的动作实际上是由计算装置、处理器、控制器或执行固件、软件、例行程序、指令等的或其它设备来产生，在执行所述动作时可使致动器或其它装置与物理世界相互作用的其它装置。
尽管可以在本文中在光刻设备的情境下对本发明的实施例进行具体的参考，但是本发明的实施例可以用于其它设备。本发明的实施例可以构成掩模检查设备、量测设备或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)之类的物体的任何设备的一部分。这些设备通常可称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。
尽管上文可以已经在光学光刻术的情境下对本发明的实施例的使用进行具体的参考，但是应当了解，在情境允许的情况下，本发明不限于光学光刻术，并可以用于其它应用，例如压印光刻术。
虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但是应当了解，本发明可以以与上述不同的方式来实践。上文的描述旨在是说明性的而不是限制性的。因此，本领域技术人员将明白，可以在不背离下文所阐述的权利要求的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。
