(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理方法であって、
基板をチャック表面の近傍に支持する工程であって、基板の裏面は、チャック表面に十分に接近しているので、ガス流と真空が基板の裏面とチャック表面を隔置された関係に維持することができる前記工程と；
チャック表面の一つあるいはそれ以上の開口を通してチャック表面にガス流を供給する工程と；
チャック表面に亘って分散された一つあるいはそれ以上のチャンネルを通して真空を引く工程と；
基板を基板表面に実質的に平行な方向に沿って移動させる工程であって、前記チャックを前記基板表面に実質的に平行な方向に沿って移動させる工程と；
基板をチャックに対して固定した位置に維持する工程と
を含み、
前記一つあるいはそれ以上のチャンネルは、前記チャック表面の突出部であって、前記ガス流開口を備えた突出部の間でチャック表面に形成された、一つあるいはそれ以上の水平のチャンネルを含む
方法。
【請求項２】
基板表面に実質的に平行な方向に沿って基板を移動させることは、
基板表面に実質的に垂直な軸の周りに、基板をチャック表面に対して回転させる工程を含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
基板を回転させることは、基板を実質的に水平面で回転させる工程を含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
基板が、回転中、実質的にチャック表面の微細構成に順応するように、基板の回転速度及び／あるいはガスの流速及び／あるいは真空を引く速度を選択する工程を含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
基板の裏面とチャック表面間の間隙中のガス流が層流と見なされるように、基板の回転速度及び／あるいはガスの流速及び／あるいは真空を引く速度を選択する工程を含む請求項３記載の方法。
【請求項６】
基板の回転時に基板の前面に亘って走査測定を実施する工程をさらに含む請求項２記載の方法。
【請求項７】
走査測定を実施することは、基板の回転時に基板の回転面と実質的に平行な方向にプローブを走査する工程を含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
ガス流を供給する工程は、表面に亘って２箇所あるいはそれ以上の隔置された位置に分散されている位置でガスを供給する工程を含む請求項２記載の方法。
【請求項９】
基板が厚さ約１ミリメートル未満である請求項８記載の方法。
【請求項１０】
基板が直径で約１５０、２００、３００あるいは４５０ミリメートルより大きい請求項９記載の方法。
【請求項１１】
基板が半導体ウエーハである請求項９記載の方法。
【請求項１２】
基板を支持することは、基板をそのエッジで支持する工程を含む請求項２記載の方法。
【請求項１３】
基板をそのエッジで支持することは、前記エッジを３箇所、あるいは、それ以上の場所で輪に固定する工程を含む請求項２記載の方法。
【請求項１４】
基板をチャック表面に対して回転させることは、前記輪をチャック表面に実質的に垂直な軸の周りに、チャック表面に対して回転させる工程を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
基板を支持することは、基板を基板の中心で支持する工程を含む請求項２記載の方法。
【請求項１６】
前記基板を中心で保持することは、チャックの中心で、穴部から真空パッドで基板を把持する工程を含む請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
基板をチャック表面に対して回転させることは、チャック表面に実質的に垂直な軸の周りに真空パッドを回転させる工程を含む請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
基板処理装置であって、
表面を有するチャックを含み、
該表面は、一つあるいはそれ以上の、前記表面にガス流を供給するように構成したガス流開口を含み、
該表面は、チャック表面に亘って分散された、一つあるいはそれ以上の真空チャンネルを含み、
該真空チャンネルは、それを通して真空が引けるように構成されており、
前記チャック表面と実質的に平行な方向付けに、基板を支持するように構成される基板支持体をさらに含み、該基板支持体が基板表面と実質的に平行な方向に沿って移動するよう適応されており、
前記一つあるいはそれ以上の真空チャンネルは、チャック表面の突出部であって、前記ガス流開口を備えた突出部の間でチャック表面に形成された、一つあるいはそれ以上の水平のチャンネルを含む
装置。
【請求項１９】
基板表面と実質的に平行な一つあるいはそれ以上の軸に沿って並進するように基板支持体が適応されている請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
基板支持体がチャックに取り付けられ、該チャックが一つあるいはそれ以上の軸に沿って並進するよう適応されている請求項１８記載の装置。
【請求項２１】
基板表面に実質的に垂直な軸の周りに回転するように基板支持体が適応されていて、回転機構が該軸の周りの回転運動を基板支持体に与えるように構成される請求項１８記載の装置。
【請求項２２】
基板表面と実質的に平行な方向に沿って運動を基板支持体に与えるように構成した、一つあるいはそれ以上の機構をさらに含む請求項１８記載の装置。
【請求項２３】
前記一つあるいはそれ以上の機構は、基板支持体に前記軸の周りに回転する運動を与えるよう構成した回転機構を含む請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
基板支持体は、基板を実質的に水平面で回転させるように構成される請求項２２記載の装置。
【請求項２５】
前記基板支持体は、基板エッジ支持体である請求項２２記載の装置。
【請求項２６】
基板エッジ支持体は、チャックに対して固定した位置でチャック表面に近接しており、基板エッジ支持体は、チャック表面と実質的に平行な方向付けで、基板のエッジにより基板を支持するよう構成されている請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
基板エッジ支持体は、一つの輪及び基板のエッジを当該輪に３箇所あるいはそれ以上の場所で固定するように構成される、３個あるいはそれ以上のエッジクランプ含む請求項２５記載の装置。
【請求項２８】
前記輪は、チャック表面に実質的に垂直な軸の周りに、チャック表面に対して回転するように構成される請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
前記基板支持体は、基板中心支持材である請求項２２記載の装置。
【請求項３０】
前記基板中心保持材は、チャックの中心穴部に配置される請求項２９記載の装置。
【請求項３１】
前記基板中心保持材は、基板の中心を把持するように構成される真空パッドを含む請求項３０記載の装置
【請求項３２】
前記真空パッドは、チャック表面に実質的に垂直な軸の周りに回転するように構成される請求項３１記載の装置。
【請求項３３】
走査機構に連結されたプローブを含む走査ツールをさらに含み、該走査機構は、基板の回転中基板の前面に亘ってプローブを走査するように構成される請求項２２記載の装置。
【請求項３４】
前記走査機構は、基板の回転中、基板の回転面と実質的に平行な方向にプローブを走査するするように構成される請求項３３記載の装置。
【請求項３５】
前記一つあるいはそれ以上のガス流開口および２個あるいはそれ以上の真空チャンネルは、前記表面に亘って分散され、隔置された位置に配置される請求項２２記載の装置。
【請求項３６】
前記一つあるいはそれ以上の真空チャンネルは、チャックの本体に形成された一つあるいはそれ以上の垂直のチャンネルを含む請求項１８記載の装置。
【請求項３７】
前記ガス流開口は、チャックの本体に形成した一つあるいはそれ以上の垂直のガス導管を含む請求項１８記載の装置。
【請求項３８】
前記ガス流開口とチャック表面の間に配設された多孔性材料をさらに含む請求項３７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権主張］
本出願は、「真空予圧空気軸受チャックを使用する基板の安定」（ＳＴＡＢＩＬＩＺＩＮＧ  Ａ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ  ＵＳＩＮＧ  Ａ  ＶＡＣＵＵＭ  ＰＲＥＬＯＡＤ  ＡＩＲ  ＢＥＡＲＩＮＧ  ＣＨＵＣＫ）と題する，  （代理人整理番号  ＫＬＡ−Ｐ２１０１／ＵＳ），２００７年３月２０日付で出願の、Ｇｕｏｈｅｎｇ  Ｚｈａｏによる米国特許出願第１１／６８８，７２０，１２５号に基づく優先権を主張する。本発明は、一般に、ウエーハを安定させること、さらに詳しくは、真空予圧空気軸受チャックによるウエーハの取り扱いに関連する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエーハの表面を検査するのに用いる機構は、普通、ハンドリングチャックとして知られているウエーハ支持体を使用する。近代の半導体ウエーハ検査技術は、蓄音機針が蓄音機レコード上を移動するのと同様に、ウエーハが回転する間、横方向に移動するプローブでウエーハの表面を漸増的に検査することを含むことができる。よく理解できるように、回転速度が増せば一定時間に検査できる試料ウエーハの数が増すことになる。
【０００３】
従来、ウエーハは、エッジハンドリング・チャックに取り付けられ、例えばチャックに固定したエッジクランプ環を使用して、ウエーハのエッジ３、４箇所で支持される。空気は、チャックの中心の穴を通過して、ウエーハのエッジ近くのチャックの複数の圧力軽減用開口を使用して、大気中に分散する。ウエーハが撓まないように空気圧で支持する。チャックとウエーハが回転できるように真空チャックがスピンドルに取り付けられれている。高速回転中に、スピンドルが揺動し、また、チャックが平坦でないため、ウエーハ表面とプローブの間の間隙は変動することがある。係る間隙の変動は、焦点深度が大きな低解像度スキャンでは許容できる。しかし、感度を向上する必要上「プローブ」のスポット・サイズが縮小すると共に、その焦点深度は縮小するのである。焦点深度が非常に小さいプローブにとっては、チャックの非平坦性と高速回転のために起こる、ウエーハ高さの高速変動に対応して、多くの場合、前記焦点を調節することが必要である。自動焦点システムは、普通、限定帯域幅を有するので、高回転速度でウエーハの高さ変動を追跡することが困難になる。さらに、ウエーハ裏面とチャック表面の間の接触で、多数の粒子を生成することがあり、受理可能なレベル以上にウエーハを汚染し、ウエーハからの使用可能なデバイスの歩留まりを縮小する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，５１１，００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
米国特許番号第５，５１１，００５号には、ウエーハ測定及び特性評価を含むウエーハ処理のためであって、ウエーハが垂直面で回転する際、ウエーハのエッジだけが接触する垂直装置を有するシステムについて記載されている。ウエーハが回転の際、垂直に保持されているので、重力の影響で、ウエーハの微粒子による汚染および歪みが減少できる。しかし、半導体ウエーハの測定および特性評価用の現在の処理ツールは、大抵、水平に配置されたウエーハを測定、あるいは、処理するように設定されている。したがって、ウエーハを垂直に回転させるには、恐らく大幅で高価な再構成、リエンジニアリング、およびデザイン変更、および多分半導体ウエーハ・ツールの更新が必要となるであろう。この状況下において本発明の実施形態が検討され、構成された。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明のその他の目的及び利点は、次の詳細な記載を読み、付記した図面を参照すれば明白になるであろう：
【図１】本発明の実施形態による、真空予圧空気軸受を含む基板処理装置の横断面の概要図である。
【図２Ａ】基板エッジ支持体を備えた、真空予圧空気軸受を含む代替基板処理装置の横断面の概要図である。
【図２Ｂ】基板エッジ支持体を備えた、真空予圧空気軸受を含む代替基板処理装置の横断面の概要図である。
【図２Ｃ】基板エッジ支持体を備えた、真空予圧空気軸受を含む代替基板処理装置の横断面の概要図である。
【図２Ｄ】基板エッジ支持体を備えた、真空予圧空気軸受を含む代替基板処理装置の横断面の概要図である。
【図２Ｅ】基板エッジ支持体を備えた、真空予圧空気軸受を含む代替基板処理装置の横断面の概要図である。
【図２Ｆ】基板エッジ支持体を備えた、真空予圧空気軸受を含む代替基板処理装置の横断面の概要図である。
【図２Ｇ】図２Ｆにしめした装置の平面図の概要図である。
【図３】図２Ａに描かれた基板エッジ支持体の上面図である。
【図４】基板中心支持体を備えた真空予圧空気軸受を含む基板処理装置の横断面の概要図である。
【図５】基板前面に適用した、真空予圧空気軸受モジュールの横断面の概要図である。
【図６Ａ】真空予圧空気軸受チャックの種々の真空様式の上面図である。
【図６Ｂ】真空予圧空気軸受チャックの種々の真空様式の上面図である。
【図６Ｃ】真空予圧空気軸受チャックの種々の真空様式の上面図である。
【図６Ｄ】真空予圧空気軸受チャックの種々の真空様式の上面図である。
【図６Ｅ】真空予圧空気軸受チャックの種々の真空様式の上面図である。
【図６Ｆ】真空予圧空気軸受チャックの種々の真空様式の上面図である。
【図７】本発明の好ましい実施形態による、基板処理方法を説明するフローダイヤグラムである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
次の詳細な記載は、説明のための多くの特定の詳細を含むが、如何なる当業者も次記する詳細内容に対する多くの変形及び変更が本発明の範囲内であることをよく理解するであろう。従って、下記の本発明の典型的な実施形態は、請求項の本発明に何ら普遍性を失わせず、限定を課することなく、記載されている。
【０００８】
最近、真空予圧空気軸受が開発された。真空予圧空気軸受は、普通、真空と空気圧の組み合わせを使用して、対象物（ｌｏａｄ）に接触することなく、持ち上げる。真空予圧空気軸受は、普通、一つあるいはそれ以上の空気圧ポートで囲まれた、一つの中央真空ポートを有するマニホルドを含む。真空は真空ポートに適用され、空気圧は空気圧ポートに供給される。真空と空気圧の組み合わせで、持ち上げる力と空気浮上の両方が得られ、それにより対象物がマニホルドに接触しないのである。係る真空予圧空気軸受の例は、ペンシルバニア州アストン（Ａｓｔｏｎ，  Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）のＮｅｗ  Ｗａｙ  Ａｉｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ社から市販・利用可能である（係る真空予圧空気軸受の詳細は、例えば、http://www.newwayairbearings.com/参照）。係る真空予圧空気軸受は、基板処理上に不利な点を持っている。先ず、これらは、重くて比較的硬い荷物を上から持ち上げるように設計されている。基板処理は多くの場合、下から、薄くて柔軟な基板を支持することを伴う。更に、比較的大きな真空ポートが中央に位置することは、真空力を集中する傾向があり、それによって、例えば、真空ポートに向かって湾曲するように、基板が変形しがちである。
【０００９】
対照的に、本発明のある実施形態では、一つあるはそれ以上の真空ポートをチャック表面に亘って分布させ、真空力を分散させる。図１は、本発明の好ましい実施形態の基板処理装置１００の断面図である。図１に示すように、基板処理装置１００は表面１０６を備えたチャック  １１２を含む。前記表面１０６は、該表面１０６にガス流１１０を供給するよう構成される一つあるいはそれ以上のガス流開口１１３、及び、表面１０６に亘って分散された一つあるいはそれ以上の真空チャンネル１１１を含む。ガス流開口１１０は、チャック  １１２の本体中のガスチャンネル・ネットワークによってガス源１１０に連結できる。多孔性材料１０７を選択的に、ガス流開口１１３と表面１０６の間に配設してガス流を拡散させてもよい。例えば、表面１０６は、多孔性材料、好ましくは、焼結ニッケルパウダーのような  焼結金属パウダーで作成できる。その代わりとして、表面１０６は、ガスチャンネルのネットワークに通じている穴部を備えた固体の金属あるいはセラミックの表面でもよい。真空チャンネル１１１は、それを通して真空１０８が引けるように構成される。一例として、真空チャンネル１１１は、チャック  １１２の本体中のガスチャンネルのネットワークによって真空源１１０（例えば真空ポンプ）に連結できる。レチクルあるいは半導体ウエーハのような基板１０２は、チャック表面１０６に接蝕することなく、チャック  １１２上の加圧ガス層１０４の薄い層の上に自由に浮遊することができる。基板１０２は、高速回転中に該ウエーハを安定させる、高度の硬さを与えるため、同時に真空チャンネル１１１を通して適用した真空予圧により、チャック表面１０６に向けて真空で吸引されるのである。
【００１０】
ある実施形態では、装置１００は、チャック表面と実質的に平行な配置に基板を支持するように構成される基板支持体を含むことができる。当該基板支持体は、基板表面と実質的に平行な方向に亘って移動するよう適応させることができる。例えば、基板１０２は、基板を実質的に水平面で回転させるように構成した基板支持体により、チャック  １１２の表面と実質的に平行な配置に保持できる。例えば、図２Ａに示すように、基板１０２は、基板１０２の表面に実質的に垂直な軸ｚの周りに回転するよう適応させた、基板エッジ支持体１１４により、基板エッジで保持できる。基板エッジ支持体１１４は、チャック  １１２と無関係に回転することができるので、チャック１１２を回転させずに基板１０２を回転できるのである。基板エッジ支持体１１４は、例えば、軸受１１５を使用して、表面１０６の近傍に、回転中チャックに対して固定位置に維持できる。軸受１１５には、任意の適切なタイプの軸受デザインが使用できる。軸受デザイン候補の例は、例えばボールあるいはローラー軸受のような機械的タイプ、磁気浮揚（ｍａｇｌｅｖ）軸受、空気軸受、等である。回転機構１１６は、エッジ支持体１１４に、軸ｚの周りの回転運動を与える。回転装置は、どんな適切なデザインでも使用できる。一例として、回転機構１１６は、線形の磁気駆動モータ、電動機の回転子、あるいは、ベルト若しくは摩擦駆動付き電動機でもよい。
【００１１】
チャック  １１２、エッジ支持体１１４、軸受１１５、及び回転機構１１６には多くの異なった構成が可能である。例えば、図２Ａに示すように、チャック  １１２は、チャック本体の表面から突出する突起１１３Ａを含むことができる。エッジ支持体１１４は、軸受１１５の最上面に搭載でき、回転機構１１６は軸受１１５の周縁に連動できる。その代わりとして、突起１１３は、軸受１１５のエッジ支持体１１４と共の回転をガイドするのを促進するように、形が環状であってもよい。軸受１１５は、例えば、機械的あるいは磁気的に突起１１３Ａに追随するように構成できる。図２Ｂに示す代わりの配置では、突起１１３Ｂは、チャック１１２の全本体の周縁に位置する別個の構造から突出してもよい。例えば、突起１１３Ｂは、回転機構１１６あるいはその一部から突出していてもよい。図２Ｃに示す別の代りの構成では、チャック  １１２は、チャック本体から突出する突起１１３Ｃを含むことができる。軸受１１５は、例えば、機械的あるいは磁気的に突起１１３Ｃに追随できる。エッジ支持体１１４は、軸受１１５の最上面に搭載でき、回転機構１１６は軸受１１５の周縁に連動できる。
【００１２】
ある実施形態では、例えば、ｍａｇｌｅｖモータ、例えばその回転子と固定子の間にｍａｇｌｅｖ軸受を備えた電動機を使用して、軸受１１５および回転機構１１６の両機能を組み合わせることができる。例えば、図２Ｄに示すように、チャック  １１２は中央の固定子１０５に取り付けることができ、エッジ支持体１１４は、固定子１０５と同心の回転子１０９に取り付けることができる。固定子１０５の部分と回転子１０９の近傍部分との間の磁力は、軸受１１５の役割を果たすことができる。
【００１３】
図２Ａを再び参照して、本発明の基板処理装置１００は、さらに基板１０２の前面１０１の近傍に走査ツール１２０を含むことができる。当該ツールは、基板が回転中に基板前面１０１の走査測定を行なうことができる。走査ツール１２０は、走査機構１２４に連結したプローブ１２２を含むことができる。このプローブは、光学ツール、例えばレーザあるいは他の光源の光学顕微鏡、光学画像システム、ウエーハ検査ツール、あるいは、反射率計及び／あるいはエリプソメータのようなウエーハ計測ツールであってももよい。走査機構１２４は、基板の回転する平面と実質的に平行な方向に、基板１０２の前面１０１に亘ってプローブ１２２を走査することができる。係る構成では、基板１０２の前面１０１に対    して、プローブは螺旋を画くように走査することができる。チャック  １１２がプローブ１２２に対して回転しないので、基板に伝達されるチャック表面の高さの変動は、基板が高速回転しても、チャック  １１２に関して比較的に静止し続ける傾向がある。従って、焦点深度の変動は、該前面１０１のはるかにより高い接線速度ではなくて、プローブの走査速度に依存する。このように、比較的低い帯域幅自動焦点を有するプローブ１２２は、修正しなくても、前面１０１上に焦点を維持することができる。
【００１４】
注目することは、基板に対してプローブを移動させるか、あるいはプローブ１２２に対して基板１０１を移動させることによって、プローブ１２２を走査できることである。例えば、チャック  １１２は、チャック  １１２（及びエッジ支持体１１４および基板１０１）をｚ−方向に垂直な面に並進させるＸ−Ｙ並進（ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）ステージに搭載することができる。更に、本発明の実施形態では、プローブ１２２と基板間の相対運動は、プローブ１２２およびチャック１１２の両方を組み合わせた運動を伴うことができる。さらに、注目することは、ある実施形態では、基板が回転する必要がないことである。本発明の実施形態は、螺旋状走査以外の走査構成で使用できる。例えば、本発明の実施形態は直線（ＸＹ）走査構成に適用することができる。（ＸＹ）走査では、図２Ｅに示すように、基板１０２はチャックに対して静止していてもよい。例えば、図２Ｅに示すように、エッジ支持体１１４は、チャック本体１１２に直接搭載してもよい。プローブ１２２が静止している間、並進機構１２６、１２８は、夫々、ＹとＸ軸に沿ってチャック  １１２を並進させることができる。一例として、また普遍性を失わないで、並進機構１２６、１２８は、Ｘ−及び／あるいはＹ軸に沿ってチャック  １１２を移動させる線形の磁気モータのような線形のアクチュエーターを含むことができる。さらに、並進機構１２４、１２６は、チャック１１２の動きを導き、及び／あるいは、抑制するために機械的及び／あるいは磁気軸受１２５、１２７を含むことができる。
【００１５】
図１および図２Ａないし図２Ｅは、垂直の真空チャンネル１１１をチャック表面１０６中に、また、多孔性材料を、ガス開口１１３とチャック表面１０６の間に、図示するが、本発明の実施形態は係る構成に限定されない。例えば、図２Ｆおよび図２Ｇは、真空チャンネル１１１及びガス開口１１３のための、代りの構成を有する基板処理装置１３０の実施形態を示す。装置１３０は、隣接する突出部１３２間でチャック本体１１２の表面１０６中に形成された、水平の真空チャンネル１１１を備えた複数の突出部１３２を特徴とする、表面１０６を有するチャック本体１１２を含む。真空チャンネル１１１は表面１０６に亘って分散している。真空チャンネル１１１は、例えばチャック本体１１２中に形成された、一つあるいはそれ以上の真空導管経由で真空１０８のソースに連結した、一つあるいはそれ以上の真空ポート１３４に通じている。真空チャンネル１１１は、表面１０６に沿った真空ポート１３４への一つあるいはそれ以上の経路を提供できる。突出部１３２は、各々、例えば、チャック本体１１２内のガス導管のネットワーク経由で、ガス源１１０と連通する、ガス開口１１３を有することができる。一例として、突出部１３２は、各突出部の中心にガス開口１１３を有する突出したシリンダのグリッド（碁盤目）の形をとってもよい。突出部１３２の間隔および大きさは、基板１０１の歪みを最小限にし、空気軸受の剛性を最適化するように設計できる。注目することは、図２Ｆおよび図２Ｇで図示した構成は、例えば、図１−２Ｅに関連して記載された実施形態の中で使用されているような多孔性材料１０７の代わりとして、あるいは、共に使用することができることである。
【００１６】
チャック１１２に対して基板１０２が回転あるいは併進運動する間、基板１０２の裏面１０３とチャック  １１２の表面の間の空気間隙１０４中で層流が維持されることが望ましい。一般に、空気間隙１０４中のガス流のレイノルズ数が約２０００未満であることが望ましい。レイノルズ数を比較的低く維持することによって、ねじれクエット乱流（ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ  ｔｏｒｓｉｏｎａｌ  Ｃｏｕｅｔｔｅ  ｆｌｏｗ）が回避できる。レイノルズ数（Ｒｅ）は、間隙１０４中のガスのＲｅ＝２πΩｒｈ／νとして慣例通りに定義されるが、ここで、ν＝動粘度、Ωは回転周波数、ｒは基板半径である。動粘度は、ガスの密度で除した絶対（あるいは動的）流体粘性の比率として慣例通りに定義される。空気では、動粘度ν＝０．１５ｘ１０-4  ｍ2／ｓｅｃである。回転周波数は、Ω  ≦  １００  Ｈｚ，  ｈ≦  １ｘ１０-4  メートル、及び  ｒ＝０．１５メートル、  Ｒｅ  ≦  ６２８  ＜＜  ２０００
である。
【００１７】
図３は、エッジクランプ１１７付き輪状基板エッジ支持体１１４で支持した基板１０２の上面図である。エッジクランプ１１７は、加速および正確な回転座標を維持するために接線の方向には固定さしていてよいが、ｚ方向（基板１０２の表面に垂直）へわずかに柔軟であってもよい。この構成では、基板１０２が真空予圧によりｚ方向に固定に保たれている一方、回転機構によるどんな高さの変動もクランプ１１７で吸収できる。
【００１８】
その代わりとして、基板１０２の中心に回転運動を与えてもよい。例えば、図４に示すように、真空パッド４０２はチャック１１２の中心の穴部に配置できる。真空パッド４０２は、選択的に、基板の裏面１０３の中心において、基板１０２に固定できる。真空パッド４０２は、基板１０２が実質的に水平面で回転するように配置でき、ｚ軸の周りを回転するように適応できる。真空パッド４０２は、回転機構１１６、例えば電動機の回転子あるいはベルトあるいは電動機付き摩擦駆動から回転運動を与えることにより、回転することができる。
【００１９】
更に、図５に示すように、基板の厚さの変化による高さの変動を縮小するために、真空予圧空気軸受モジュール５００を、基板の前面１０１に適用できる。真空予圧空気軸受モジュール５００は、一般に、一つあるいはそれ以上の分散された真空チャンネル５１１及び  一つあるいはそれ以上の分散されたガス流チャンネル５１３を有するチャック本体を含む。図５に示す例において、真空チャンネル５１１は環状の形であってもよい。複数の環状に分散されたガス流チャンネル５１３は、真空チャンネル５１１と同心状に配列できる。多孔性材料５０７は、ガスの流れを拡散するために、ガス流開口５１３とチャック本体の表面５０６の間に配設できる。真空チャンネル５１１およびガス流チャンネル５１３は、多孔性材料５０７（若しあれば）および表面５０６を通り抜けるのが好ましい。プローブ５０４は、チャック本体内の中心に位置できる。基板がそのエッジで、基板エッジ支持体で支持されている間、真空予圧空気軸受モジュール５００を基板１０２の前面１０１に適用できる。
【００２０】
真空チャンネルを真空チャック表面に亘って分散することで、チャック把持力が分散されやすくなり、そうでなければ、若し真空がすべて一箇所に適用された場合には薄く柔軟なウエーハが変形するかも知れない結果になるのを防ぐ。図６Ａないし図６Ｆは、チャック表面中の真空チャンネルおよびガス流開口の多くの可能性ある異なった分散状態の内から若干を図示する上面図である。限定でない例として、図６Ａでは、チャック  ６０２の表面は、長方形格子形状に配置された真空穴部６０４および凡そ一様に分散された空気流領域６０６を含む。空気流領域６０６は、ガス入口の長方形格子及び例えば、図１に示すような多孔性材料を使用して提供できる。図６Ｂでは、チャック  ６０８の表面は、一連の交互、同心で環状の真空チャンネル６１０およびチャンネル間の環状のガス流領域６１２を含む。ガス流領域６１２は、環状形状のガス入口および多孔性材料を使用して提供できる。図６Ｃでは、チャック６１４の表面は、一連の同心形状に配置された真空穴部６１６及びガス流領域６１８を含む。ガス流領域６１８は、任意の適切な図形状のガス入り口および多孔性材料を使用して得られる。図６Ｄは、図６Ｂおよび図６Ｃの特色を組み合わせたチャック６２０の例を図示する。特に、チャック  ６２０の表面は、一つあるいはそれ以上の同心の環状真空チャンネル６２２を含むことができる。ガス流開口６２４は、真空チャンネル６２２の間に同心状に配置できる。ガス流開口６２４は、同心の真空チャンネル６２２の対称軸に合わせた中央開口を含むことができる。
【００２１】
図６Ｅおよび図６Ｆは、図２Ｇに示したものの代替真空チャンネル構成を示す。図６Ｅに示すように、図２Ｆに示すタイプのチャック  ６３０は、「ワッフル焼き器」タイプ図形に突出部６３４および真空チャンネル６３５を備えたチャック表面６３２を有することができる。突出部６３４は各々、ガス開口６３６を持つことができ、また、真空チャンネル６３５は真空ポート６３８に連通することができる。図６Ｆに示すように、図２Ｆに示すタイプのチャック６４０は、突出部６４４および環状で放射状の真空チャンネル６４５の相互に連結したネットワークを備えたチャック表面を持つことができる。突出部６４４は各々一つあるいはそれ以上のガス開口６４６を有することが出来、また、真空チャンネル６４５は、真空ポート６４８に連通することが出来る。
【００２２】
本発明の実施形態は、図６Ａないし図６Ｆに示す真空およびガス入口の構成によって限定されない。当業者は、これらの構成に関して、本発明の範囲から逸脱せずに多くの変形及び組み合わせが工夫できるであろう。
【００２３】
上に示され、記載されたタイプの装置は基板処理と併せて使用できる。図７は、本発明の実施形態による基板処理方法７００を説明するフローチャートである。工程７０２では、基板の裏面がチャック表面に十分に接近して、基板を支持するので、ガス流と真空が基板の裏面とチャック表面とを隔置された関係に維持することができる。工程７０４では、ガス流を、当該表面に亘って分散した、２箇所あるいはそれ以上の隔置された位置にある、表面の一つあるいはそれ以上の穴部を通してチャック表面に供給する。工程７０６では、チャック表面に亘って分散された一つあるいはそれ以上のチャンネルを通して、真空に引く。基板の裏面とチャック表面の間の間隙は、ガス流、及び／あるいは真空を変えることにより調節できる。基板は、基板のエッジを、３個あるいはそれ以上のエッジクランプで、３箇所あるいはそれ以上で輪に固定することで支持できる。その代わりとして、基板の裏面の中心にある小さな領域で基板を支持できよう。例えば、チャックの中心にある穴部から真空パッドで基板の裏面を把持するのである。
【００２４】
工程７０８では、基板支持体、例えば輪または真空パッドに回転運動を与えることによって、実質的に水平面にある基板表面に実質的に垂直な軸の周りに、基板をチャック表面に対して回転させる。回転は、線形磁気駆動モータ、電動機の回転子、あるいはベルトあるいはモータ付き摩擦駆動のような回転機構で与えることができる。基板の回転速度及び／あるいは、ガスの流速及び／あるいは真空を引く速度は、基板が回転中に、チャック表面の微細構成（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）に実質的に順応するように、選択できる。基板の裏面とチャック表面の間の間隙中のガス流は、層流であると見なすことができる。工程７１０では、基板が、基板の回転面と実質的に平行な方向に回転している間、走査プローブが基板の前面に亘ってスキャンして行なう走査測定を実施する。一例として、基板は約１５０、２００、３００あるいは４５０ミリメートルより大きな直径を有することができる。基板はレチクルあるいは半導体ウエーハであり得る。ある実施形態では、該基板、例えば半導体ウエーハは、厚さが約１ミリメートル未満であり得る。
【００２５】
上記したことは本発明の好ましい実施形態の完全な記載であるが、様々な代替物、改変物、および等価物を使用することは可能である。したがって、本発明の範囲は、上記の記載を参照して決定すべきでなく、追記した特許請求項をその等価物の全範囲と共に参照して決定すべきである。好むと否とに関わらず、どんな特色も、好むと否とに関わらず、どんな他の特色も組み合わせることが出来る。例えば、本発明は以下の態様としても実施することができる。
（１）  基板処理方法であって、
基板をチャック表面の近傍に支持する工程であって、基板の裏面は、チャック表面に十分に接近しているので、ガス流と真空が基板の裏面とチャック表面を隔置された関係に維持することができる前記工程と；
チャック表面の一つあるいはそれ以上の開口を通してチャック表面にガス流を供給する工程と；
チャック表面に亘って分散された一つあるいはそれ以上のチャンネルを通して真空を引く工程と；
基板を基板表面に実質的に垂直な方向に沿って移動させる工程と
を含む方法。
（２）  前記基板を移動させることは、チャックを基板表面に実質的に垂直な方向に沿って移動させる工程と；
基板をチャックに対して固定した位置に維持する工程と
を含む（１）記載の方法。
（３）  基板表面に実質的に垂直な方向に沿って基板を移動させることは、
基板表面に実質的に垂直な軸の周りに、基板をチャック表面に対して回転させる工程を含む（１）記載の方法。
（４）  基板を回転させることは、基板を実質的に水平面で回転させる工程を含む（３）記載の方法。
（５）  基板が、回転中、実質的にチャック表面の微細構成に順応するように、基板の回転速度及び／あるいはガスの流速及び／あるいは真空を引く速度を選択する工程を含む（４）記載の方法。
（６）  基板の裏面とチャック表面間の間隙中のガス流が層流と見なされるように、基板の回転速度及び／あるいはガスの流速及び／あるいは真空を引く速度を選択する工程を含む（４）記載の方法。
（７）  基板の回転時に基板の前面に亘って走査測定を実施する工程をさらに含む（３）記載の方法。
（８）  走査測定を実施することは、基板の回転時に基板の回転面と実質的に平行な方向にプローブを走査する工程を含む（７）記載の方法。
（９）  ガス流を供給する工程は、表面に亘って２箇所あるいはそれ以上の隔置された位置に分散されている位置でガスを供給する工程を含む（３）記載の方法。
（１０）  基板が厚さ約１ミリメートル未満である（９）記載の方法。
（１１）  基板が直径で約１５０、２００、３００あるいは４５０ミリメートルより大きい（１０）記載の方法。
（１２）  基板が半導体ウエーハである（１０）記載の方法。
（１３）  基板を支持することは、基板をそのエッジで支持する工程を含む（３）記載の方法。
（１４）  基板をそのエッジで支持することは、前記エッジを３箇所、あるいは、それ以上の場所で輪に固定する工程を含む（３）記載の方法。
（１５）  基板をチャック表面に対して回転させることは、前記輪をチャック表面に実質的に垂直な軸の周りに、チャック表面に対して回転させる工程を含む（１４）記載の方法。
（１６）  基板を支持することは、基板を基板の中心で支持する工程を含む（３）記載の方法。
（１７）  前記基板を中心で保持することは、チャックの中心で、穴部から真空パッドで基板を把持する工程を含む（１６）記載の方法。
（１８）  基板をチャック表面に対して回転させることは、チャック表面に実質的に垂直な軸の周りに真空パッドを回転させる工程を含む（１７）記載の方法。
（１９）  基板処理装置であって、
表面を有するチャックを含み、
該表面は、一つあるいはそれ以上の、前記表面にガス流を供給するように構成した  ガス流開口を含み、
該表面は、チャック表面に亘って分散された、一つあるいはそれ以上の真空チャンネルを含み、
該真空チャンネルは、それを通して真空が引けるように構成されている
処理装置。
（２０）    チャック表面と実質的に平行な方向付けに、基板を支持するように構成される基板支持体をさらに含み、該基板支持体が基板表面と実質的に平行な方向に沿って移動するよう適応されている（１９）記載の装置。
（２１）  基板表面と実質的に平行な一つあるいはそれ以上の軸に沿って並進するように基板支持体が適応されている（２０）記載の装置。
（２２）  基板支持体がチャックに取り付けられ、該チャックが一つあるいはそれ以上の軸に沿って並進するよう適応されている（２０）記載の装置。
（２３）  基板表面に実質的に垂直な軸の周りに回転するように基板支持体が適応されていて、回転機構が該軸の周りの回転運動を基板支持体に与えるように構成される（２０）記載の装置。
（２４）  基板表面と実質的に平行な方向に沿って運動を基板支持体に与えるように構成した、一つあるいはそれ以上の機構をさらに含む（２０）記載の装置。
（２５）  前記一つあるいはそれ以上の機構は、基板支持体に前記軸の周りに回転する運動を与えるよう構成した回転機構を含む（２４）記載の装置。
（２６）  基板支持体は、基板を実質的に水平面で回転させるように構成される（２４）記載の装置。
（２７）  前記基板支持体は、基板エッジ支持体である（２４）記載の装置。
（２８）  基板エッジ支持体は、チャックに対して固定した位置でチャック表面に近接しており、基板エッジ支持体は、チャック表面と実質的に平行な方向付けで、基板のエッジにより基板を支持するよう構成されている（２７）記載の装置。
（２９）  基板エッジ支持体は、一つの輪及び基板のエッジを当該輪に３箇所あるいはそれ以上の場所で固定するように構成される、３個あるいはそれ以上のエッジクランプ含む（２７）記載の装置。
（３０）  前記輪は、チャック表面に実質的に垂直な軸の周りに、チャック表面に対して回転するように構成される（２９）記載の装置。
（３１）  前記基板支持体は、基板中心支持材である（２４）記載の装置。
（３２）  前記基板中心保持材は、チャックの中心穴部に配置される（３１）記載の装置。
（３３）  前記基板中心保持材は、基板の中心を把持するように構成される真空パッドを含む（３２）記載の装置
（３４）  前記真空パッドは、チャック表面に実質的に垂直な軸の周りに回転するように構成される（３３）記載の装置。
（３５）  走査機構に連結されたプローブを含む走査ツールをさらに含み、該走査機構は、基板の回転中基板の前面に亘ってプローブを走査するように構成される（２４）記載の装置。
（３６）  前記走査機構は、基板の回転中、基板の回転面と実質的に平行な方向にプローブを走査するするように構成される  （３５）記載の装置。
（３７）  前記一つあるいはそれ以上のガス流開口および２個あるいはそれ以上の真空チャンネルは、前記表面に亘って分散され、隔置された位置に配置される（２４）記載の装置。
（３８）  前記一つあるいはそれ以上の真空チャンネルは、チャックの本体に形成された一つあるいはそれ以上の垂直のチャンネルを含む（１９）記載の装置。
（３９）  前記一つあるいはそれ以上の真空チャンネルは、チャック表面の突出部の間でチャック表面に形成された、一つあるいはそれ以上の水平のチャンネルを含む（１９）記載の装置。
（４０）  前記一つあるいはそれ以上のガス流開口は、前記突出領域に形成される（３９）記載の装置。
（４１）  前記ガス流開口は、チャックの本体に形成した一つあるいはそれ以上の垂直のガス導管を含む（１９）記載の装置。
（４２）  前記ガス流開口とチャック表面の間に配設された多孔性材料をさらに含む（４１）記載の装置。
【００２６】
下記の請求項において、出願時英文の不定冠詞である「Ａ」あるいは「Ａｎ」は、明示的に別記し、訳語において単複を明示的に記載しない限り、該冠詞の次に来る、一つあるいはそれ以上の量の部材を含む。別記の請求項は、「〜のための手段」（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）というフレーズを用いて、係る限定が明示的に記載されていない限り、手段プラス機能（ｍｅａｎｓ  ｐｌｕｓ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の限定を含むものとして解釈すべきではない。
【図１】
0005579452.tif 000002
【図２Ａ】
0005579452.tif 000003
【図２Ｂ】
0005579452.tif 000004
【図２Ｃ】
0005579452.tif 000005
【図２Ｄ】
0005579452.tif 000006
【図２Ｅ】
0005579452.tif 000007
【図２Ｆ】
0005579452.tif 000008
【図２Ｇ】
0005579452.tif 000009
【図３】
0005579452.tif 000010
【図４】
0005579452.tif 000011
【図５】
0005579452.tif 000012
【図６Ａ】
0005579452.tif 000013
【図６Ｂ】
0005579452.tif 000014
【図６Ｃ】
0005579452.tif 000015
【図６Ｄ】
0005579452.tif 000016
【図６Ｅ】
0005579452.tif 000017
【図６Ｆ】
0005579452.tif 000018
【図７】
0005579452.tif 000019