(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
毛細管液体層によって基板支持構造体の表面上に基板をクランプするように構成されている準備ユニット（１１２）と、前記基板支持構造体にクランプされた前記基板にリソグラフィ処理をおこなうためのリソグラフィ装置を備えている荷電粒子リソグラフィシステムであり、前記準備ユニットは、
ハウジングの中にまたはそこから基板（２２，８２，１２２）を搬入および／または搬出するための第１の搬入ポート（１３１）を有するハウジング（１３６）と、
基板がクランプされた基板支持構造体の準備を可能とするように前記ハウジング内の基板支持構造体（２３，８３，１２３）上に前記基板を設置するための基板移動ユニット（１２７）と、
前記基板がクランプされた前記基板支持構造体を前記ハウジングの中または外に搬入および／または搬出するための第２の搬入ポート（１３２）を備えており、
前記リソグラフィ装置は基板処理コンパートメントを備えており、前記リソグラフィ装置の前記基板処理コンパートメントは、前記基板がクランプされた前記基板支持構造体を第２の搬入ポートを介して受け取るように用意されており、
前記準備ユニットは、前記基板処理コンパートメントからの前記基板支持構造体の除去と、前記基板がクランプされた前記基板支持構造体を前記第２の搬入ポートを介して搬入した後に、リソグラフィ処理の結果として前記基板支持構造体に蓄積されたエネルギー（１４８）を除去するためのエネルギー放出システムをさらに備えている、荷電粒子リソグラフィシステム。
【請求項２】
前記リソグラフィ装置と前記準備ユニットの前記ハウジングの間に設けられたロードロックチャンバーをさらに備えており、前記ロードロックチャンバーは、前記基板がクランプされた前記基板支持体を前記第２の搬入ポートを介して受け取るとともに、その内部の圧力を、前記基板がクランプされた前記基板支持体の前記リソグラフィ装置への移動に適した圧力に引くように用意された真空チャンバーと、前記基板がクランプされた前記基板支持体を前記リソグラフィ装置に移動させるためのさらなる搬入ポートを備えており、前記リソグラフィ装置の前記基板処理コンパートメントは前記さらなる搬入ポートを介して前記基板がクランプされた前記基板支持体を受け取るように配されている、請求項１のシステム。
【請求項３】
前記準備ユニットには、前記エネルギー放出システムのためのエネルギー輸送媒体（１３５）の放出および供給のための接続部が設けられている、請求項１のシステム。
【請求項４】
前記エネルギー放出システムは、電気駆動熱電冷却素子を備えている、請求項１のシステム。
【請求項５】
前記エネルギー輸送媒体は液体であり、前記基板支持構造体の表面上に前記基板をクランプするための毛細管液体層に少なくとも部分的に使用される、請求項３のシステム。
【請求項６】
前記準備ユニットは、前記毛細管液体層を形成するために前記基板支持構造体の表面上に液体を供給するための液体ディスペンサーをさらに備えている、請求項５のシステム。
【請求項７】
前記基板移動ユニットは、前記基板支持構造体上に基板を降ろすための支持ピン（１２７）を備えている、請求項１〜６のいずれか一つのシステム。
【請求項８】
前記準備ユニットは、前記基板支持構造体の表面に気体を供給するおよび／またはそこから気体を除去するための、前記基板支持構造体に接続可能な一つ以上の気体コネクター（１２６ａ，１２６ｂ）をさらに備えている、請求項１〜７のいずれか一つのシステム。
【請求項９】
前記準備ユニットは、前記基板支持構造体の表面から液体を供給するおよび／またはそこから液体を除去するための、前記基板支持構造体に接続可能な一つ以上の液体コネクター（１２６ａ，１２６ｂ）をさらに備えている、請求項１〜８のいずれか一つのシステム。
【請求項１０】
リソグラフィ処理のための基板（２２，８２，１２２）を準備するための方法であり、
制御された圧力環境をハウジング（１３６）の中に提供することと、
前記ハウジングの中に前記基板を搬入することと、
前記ハウジングの中に基板支持構造体（２３，８３，１２３）を供給することと、
基板がクランプされた基板支持構造体を形成するように前記基板支持構造体の表面上に前記基板を毛細管層によってクランプすることと、
前記基板がクランプされた前記基板支持構造体を前記ハウジングから搬出することを備えており、
前記基板を基板支持構造体にクランプする前に、前回のリソグラフィ処理の結果として前記基板支持構造体に蓄積されたエネルギー（１４８）を積極的に除去することによって前記基板支持構造体のコンディションを整えることをさらに備えている、方法。
【請求項１１】
前記毛細管層を形成するために前記基板支持構造体の表面上に液体を供給することと、前記供給された液体上に前記基板を降ろすことをさらに備えている、請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記基板支持構造体に一つ以上の液体コネクター（１２６ａ，１２６ｂ）を接続することと、前記基板支持構造体の表面に液体を供給するおよび／またはそこから液体を除去することをさらに備えている、請求項１０または１１の方法。
【請求項１３】
前記ハウジング内の圧力を、前記毛細管層の中の液体の蒸気圧と実質的に等しい圧力に下げることをさらに備えている、請求項１０〜１２のいずれか一つの方法。
【請求項１４】
アンクランプされた基板を第１のポートを介して前記ハウジングの中に搬入することと、前記基板支持構造体にクランプされた前記基板を第２のポートを介して前記ハウジングの外へ搬出することをさらに備えている、請求項１０〜１３のいずれか一つの方法。
【請求項１５】
前記基板支持構造体のコンディションを整えることは、蓄積エネルギーの除去のためのエネルギー輸送媒体（１３５）に前記基板支持構造体をさらすことを備えている、請求項１０の方法。
【請求項１６】
前記基板支持構造体のコンディションを整えることは、前記基板支持構造体を電気駆動熱電冷却素子（１４０）に熱的に接触させて置くことを備えている、請求項１０の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にはリソグラフィ機械装置のための準備ユニットに、特にはリソグラフィシステムで処理するための基板を準備するユニットおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィおよび検査システムは一般に、処理の精度を改善するべきリソグラフィまたは検査処理に先立って準備される、通常は基板またはウェーハと呼ばれる、処理される物体を必要とする。そのような準備の一例は、基板の高精度パターニングを可能にする剛性支持体表面上への基板のクランプである。リソグラフィまたは検査処理は一般に真空環境の中でおこなわれ、処理は、一般にエネルギーを基板に与え、これは基板の加熱を招く。これらの重要な点に対処しながらリソグラフィまたは検査システムの高スループットを確実にする準備処理の効率的な自動化が望まれる。
【発明の概要】
【０００３】
リソグラフィまたは検査機械装置での処理のための基板を準備するために準備ユニットを提供することが本発明の目的である。一つの側面では、本発明は、準備ユニットを備えている荷電粒子リソグラフィシステムである。前記準備ユニットは、ハウジングの中にまたはそこから基板を搬入および／または搬出するための第１の搬入ポートを有するハウジングと、前記ハウジング内の基板支持構造体上に前記基板を設置するための基板移動ユニットと、前記基板を支持する前記基板支持構造体を搬入および／または搬出するための第２の搬入ポートを備えている。前記システムはまた、基板処理コンパートメントの中の前記基板にリソグラフィ処理をおこなうためのリソグラフィ装置を有しており、前記準備ユニットは、前記基板処理コンパートメントからの前記基板支持構造体の除去後に、リソグラフィ処理の結果として前記基板支持構造体に蓄積されたエネルギーを除去するためのエネルギー放出システムをさらに備えていてもよい。前記準備ユニットには、前記エネルギー放出システムのためのエネルギー輸送媒体の放出および供給のためのコネクターが設けられていてもよく、前記エネルギー輸送媒体は流体であってもよい。前記エネルギー放出システムは、電気駆動熱電冷却素子を備えていてもよく、前記冷却素子は、少なくとも部分的に前記ハウジングの外部にある冷却液のための導管を有していてもよい。前記準備ユニットは、前記エネルギー輸送媒体への前記基板支持構造体のさらしに適合されていてもよい。前記エネルギー輸送媒体は流体、好ましくは水であってもよい。
【０００４】
前記システムは、前記準備ユニットとリソグラフィ装置の間で一つ以上の基板支持構造体を再利用するように適合されていてもよい。前記準備ユニットは、複数の基板支持構造体を収容するための前記ユニット内に後入れ後出しバッファシステムを有していてもよく、前記ハウジングは、制御された圧力環境を提供してもよい。
【０００５】
前記準備ユニットはさらに、毛細管液体層によって前記基板支持構造体の表面上に前記基板をクランプするように構成されていてもよい。エネルギー輸送媒体は、上述したように使用されてもよく、液体であり、前記基板支持構造体の表面上に前記基板をクランプするための毛細管液体層に少なくとも部分的に使用されてもよく、前記エネルギー輸送媒体は、前記基板をクランプするために必要な液体の量よりも多く前記毛細管液体層に供給されてもよい。前記準備ユニットは、前記毛細管液体層を形成するために前記基板支持構造体の表面上に液体を供給するための液体ディスペンサーをさらに備えていてもよい。
【０００６】
前記ハウジングの内の圧力は、前記毛細管層の中の液体の蒸気圧と実質的に等しい圧力に下げられてもよい。前記基板移動ユニットは、前記基板支持構造体上に基板を降ろすための支持ピンを備えていてもよい。前記準備ユニットは、前記基板支持構造体の表面に気体を供給するおよび／またはそこから気体を除去するための、前記基板支持構造体に接続可能な一つ以上の気体コネクターをさらに備えていてもよく、前記気体は窒素であってもよい。前記準備ユニットはまた、前記基板支持構造体の表面から液体を供給するおよび／またはそこから液体を除去するための、前記基板支持構造体に接続可能な一つ以上の液体コネクターを備えていてもよい。
【０００７】
前記基板支持構造体は自由に移動可能であり、その移動を妨害するおそれのあるそれに接続された他のコネクターのワイヤーやチューブはない。
【０００８】
前記準備ユニットは、基板支持構造体の表面上に液体を供給するための液体ディスペンサーと、前記基板支持構造体の表面に気体を供給するおよび／またはそこから気体を除去するための一つ以上の気体コネクターと、前記基板支持構造体の表面に液体を供給するおよび／またはそこから液体を除去するための一つ以上の液体コネクターを有してもよく、前記基板支持構造体は、前記一つ以上の気体コネクターと前記一つ以上の液体コネクターから接続および分離可能である。
【０００９】
前記システムはまた、複数のリソグラフィ装置をさらに備えていてもよく、各リソグラフィ装置は、放射のパターンビームを供給する放射系と、基板を支持する基板支持構造体と、前記基板の標的部分上に前記放射のパターンビームを投影する光学系を備えており、前記準備ユニットは、前記複数のリソグラフィ装置のおのおのに対して、基板支持構造体にクランプされた基板を供給するように構成されている。
【００１０】
本発明の別の側面によれば、リソグラフィ処理のための基板を準備するための方法が提供される。前記方法は、制御された圧力環境をハウジングの中に提供することと、前記ハウジングの中に前記基板を搬入することと、前記ハウジングの中に基板支持構造体を供給することと、前記基板支持構造体の表面上に前記基板を毛細管層によってクランプすることを備えている。前記方法は、前記毛細管層を形成するために前記基板支持構造体の表面上に液体を供給することをさらに備えていてもよく、前記供給された液体上に前記基板を降ろすことをさらに備えていてもよい。
【００１１】
前記方法は、前記基板支持構造体に一つ以上の気体コネクターを接続することと、前記基板支持構造体の表面に気体を供給するおよび／またはそこから気体を除去することをさらに備えていてもよく、また、前記基板支持構造体に一つ以上の液体コネクターを接続することと、前記基板支持構造体の表面に液体を供給するおよび／またはそこから液体を除去することをさらに備えていてもよい。前記方法はまた、前記ハウジング内の圧力を、前記毛細管層の中の液体の蒸気圧と実質的に等しい圧力に下げることをさらに備えていてもよい。
【００１２】
前記方法は、基板支持構造体の表面上に液体を供給することと、前記基板支持構造体に一つ以上の気体コネクターを接続し、前記基板支持構造体の表面に気体を供給するおよび／またはそこから気体を除去することと、前記基板支持構造体に一つ以上の液体コネクターを接続し、前記基板支持構造体の表面に液体を供給するおよび／またはそこから液体を除去することと、前記一つ以上の気体コネクターと前記一つ以上の液体コネクターを前記基板支持構造体から分離することを有していてもよい。前記方法は、湿っていない基板を第１のポートを介して前記ハウジングの中に搬入することと、前記基板支持構造体にクランプされた基板を第２のポートを介して前記ハウジングから搬出することをさらに備えていてもよい。
【００１３】
前記方法はまた、前記基板支持構造体の表面上に前記基板をクランプする前に前記基板支持構造体のコンディションを整えることを有していてもよい。前記基板支持構造体のコンディションを整えることは、前回のリソグラフィ処理の結果として前記基板支持構造体に蓄積されたエネルギー（１４８）を積極的に除去することを備えていてもよい。コンディションを整えることは、蓄積エネルギーの除去のためのエネルギー輸送媒体に前記基板支持構造体をさらすことを備えていてもよく、前記エネルギー輸送媒体は流体であってもよい。コンディションを整えることは、前記基板支持構造体を電気駆動熱電冷却素子に熱的に接触させて置くことを備えていてもよい。
【００１４】
本発明の原理は、さまざまな手法で実行に移されてもよいことが明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明のさまざまな側面が、図面に示される実施形態に関連して説明される。
【図１】図１は、二つの構造体の間の毛細管層を概略的に示している断面図である。
【図２】図２は、図１の毛細管層のクランプ安定性に負の影響を与える処理を概略的に示している断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第１の実施形態による基板支持構造体の断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａの基板支持構造体の上面図である。
【図４】図４は、基板はがれの構想を概略的に示している。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態による基板を支持する基板支持構造体の断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、再クランプの構想を概略的に示している、図５の基板支持構造体の上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、再クランプの構想を概略的に示している、図５の基板支持構造体の上面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、再クランプの構想を概略的に示している、図５の基板支持構造体の上面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施形態による基板支持体の表面上に基板をクランプする方法の実行を概略的に示している。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の実施形態による基板支持体の表面上に基板をクランプする方法の実行を概略的に示している。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の実施形態による基板支持体の表面上に基板をクランプする方法の実行を概略的に示している。
【図７Ｄ】図７Ｄは、本発明の実施形態による基板支持体の表面上に基板をクランプする方法の実行を概略的に示している。
【図７Ｅ】図７Ｅは、本発明の実施形態による基板支持体の表面上に基板をクランプする方法の実行を概略的に示している。
【図７Ｆ】図７Ｆは、本発明の実施形態による基板支持体の表面上に基板をクランプする方法の実行を概略的に示している。
【図７Ｇ】図７Ｇは、本発明の実施形態による基板支持体の表面上に基板をクランプする方法の実行を概略的に示している。
【図７Ｈ】図７Ｈは、本発明の実施形態による基板支持体の表面上に基板をクランプする方法の実行を概略的に示している。
【図７Ｉ】図７Ｉは、本発明の実施形態による基板支持体の表面上に基板をクランプする方法の実行を概略的に示している。
【図７Ｊ】図７Ｊは、本発明の実施形態による基板支持体の表面上に基板をクランプする方法の実行を概略的に示している。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の第３の実施形態による基板支持構造体の上面図を概略的に示している。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの基板支持構造体と基板の組み合わせによって形成されたクランプの断面図を概略的に示している。
【図９】図９は、基板支持構造体の実施形態と一緒に使用され得る基板ハンドリングおよび露光設備を概略的に示している。
【図１０】図１０は、ロードロックチャンバーを有する別の基板ハンドリングおよび露光設備を概略的に示している。
【図１１】図１１は、図１０の基板ハンドリングおよび露光設備のさらなる詳細を示している。
【図１２】図１２は、図１０の基板ハンドリングおよび露光設備のための基板および基板支持構造体の流れの一例を示している。
【図１３】図１３は、基板支持構造体の実施形態と一緒に使用され得る異なる基板ハンドリングおよび露光設備を概略的に示している。
【図１４Ａ】図１４Ａは、図９または図１１の基板ハンドリングおよび露光設備で使用される代表的準備ユニットの動作が使用されることを概略的に示している。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図９または図１１の基板ハンドリングおよび露光設備で使用される代表的準備ユニットの動作が使用されることを概略的に示している。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、図９または図１１の基板ハンドリングおよび露光設備で使用される代表的準備ユニットの動作が使用されることを概略的に示している。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、図９または図１１の基板ハンドリングおよび露光設備で使用される代表的準備ユニットの動作が使用されることを概略的に示している。
【００１６】
図中、対応する構造的特徴は、すなわち少なくとも機能的に、同一の参照番号によって参照される。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下は、本発明のさまざまな実施形態の説明であり、それらは単なる例として図面を参照して与えられる。
【００１８】
図１は、第１の基板２たとえばウェーハと第２の基板３たとえばウェーハテーブルのような基板支持構造体の間の毛細管液体たとえば水の毛細管液体層１を概略的に示している断面図である。第１および第２の基板２，３は、それぞれ、実質的平坦表面５，６を有している。第１および第２の基板２，３の対向表面５，６の間のわずかな距離は高さｈによって与えられる。毛細管液体層１は外側液体表面８を有し、それは、第１の基板２と第２の基板３に対する液体の粘着性接続のために一般に凹状に形づくられる。
【００１９】
第１の基板２と第２の基板３が、対向表面５，６に実質的に垂直な方向の力にさらされるとき、凹状液体表面８は、その形を維持する傾向にある。外側液体表面８の凹状性質は、毛細管層１と第１の基板２の表面５の間の接触角と、毛細管層１と第２の基板３の表面６の間の接触角に依存する。それぞれの接触角は、二つの基板２，３の材質性状のほかに毛細管層１に使用される液体にも依存する。実質的平坦対向表面を備えた二つの構造体を一緒に保持する毛細管層に関するより多くの詳細は国際特許出願ＷＯ２００９／０１１５７４の中で提供されており、それは、そのまま参照によってここに組み込まれる。
【００２０】
図２は、図１の毛細管液体層１によっておこなわれたクランプ動作の安定性に負の影響を与える処理を概略的に示している断面図である。今後は、表現「クランプ」は、基板２が毛細管層１によって基板支持構造体３にクランプされる配置に対して使用される。
【００２１】
先在する泡が液体の中に存在する場合、真空環境の中へのクランプ（すなわち基板支持ユニットにクランプされた基板）の導入は、毛細管層の内部のそのような泡の膨張を招く。周囲圧力がたとえば１ｂａｒから１０−６ｍｂａｒに減少すると、当初の小さい泡の大きさは、数桁の大きさまで成長することができる。図２に容易に見ることができるように、泡１１の大きさの泡は、クランプの強度に少なくとも局所的に影響を及ぼす可能性があり、クランプの安定性に負の影響を与える可能性がある。
【００２２】
たとえば、クランプ不安定性を招き得る別のメカニズムは、たとえば毛細管液体層のキャビテーションまたはその中の溶存気体沈殿によって引き起こされる自然発生的な空所形成である。そのような空所の一例が、図２に参照番号１３によって示された。クランプが真空環境の中にもたらされると、キャビテーションによって形成された空所は、先在する泡に関して前に論じたのと同様の方法で生長する可能性がある。結果の空所は、クランプ安定性に負の影響を与える可能性がある。
【００２３】
泡および／または空所の存在によるクランプ安定性の低下に加えて、クランプ安定性はまた、毛細管層界面における液体の蒸発、すなわち凹状液体表面における蒸発によって負の影響を受ける。図２は、そのような蒸発の影響を概略的に示している。蒸発のために、外側液体表面８の位置は、外側液体表面’８を形成する新しい位置の方にシフトした。そのシフトの結果として、毛細管層によって覆われた表面積と、したがってクランプの安定性が低下した。
【００２４】
図３Ａおよび３Ｂは、それぞれ、本発明の第１の実施形態による基板を支持する基板支持構造体２３の断面図および上面図である。支持構造体は、毛細管層２１によって基板２２をクランプするように装備されている。基板支持構造体２３の表面２６には、こぶの形をした複数の接触要素２７が設けられている。基板支持構造体２３はさらに、シール構造体２９と液体除去システムを備えている。
【００２５】
接触要素２７としてこぶを使用することに加えてまたはその代わりに、複数のスペーサー、たとえばグラス粒、ＳｉＯ２粒、または同様物が、基板支持構造体２３の表面２６の全体に一様に分散されてもよい。こぶのような接触要素の存在は、基板２２の裏側に対する粒子による汚染の影響を低減させ得る。さらに、接触要素は、毛細管層のクランプ力に耐えて基板曲がりの発生を防止することによって基板２２を実質的に平坦に維持する目的に役立つ。
【００２６】
接触要素２７の最大ピッチは、毛細管層のクランプ力によって引き起こされる隣接する接触要素間の基板の最大ゆがみに対して設定される要件によって決定される。接触要素あたりの接触表面は、加えられるクランプ圧力下における変形および／または破壊に耐えるのに十分であるようになものである。好ましくは、接触要素の端は、たとえば清浄作業の際の粒子汚染の可能性を低減するために丸められている。円形接触面積を備えたこぶ２７の直径に関する一般的な値は１０〜５００ミクロンの範囲内にあるであろう。複数のこぶ２７のピッチに関する一般的な値は１〜５ｍｍの範囲内にあるであろう。
【００２７】
接触要素のわずかな高さが、基板２２と基板支持構造体２３の表面２６との間の距離を、したがってクランプ圧力を決定する。所望のクランプ圧力を得るために変更されてもよい他のパラメーターとしては、基板２２の材料特性、基板支持構造体２３の表面２６の材料特性、表面２６の表面積、接触要素形状、接触要素ピッチ、毛細管層２１を形成するために使用される液体のタイプがある。
【００２８】
シール構造体２９は、クランプされる基板２２に面する基板支持構造体２３の表面２６の周囲を囲んでいる。シール構造体２９は、毛細管層２１が存在するとき、それから蒸発する液体の漏れを制限し得る。好ましくは、シール構造体２９の上面は、複数のこぶ２７のわずかな高さに高さが一致する平面を有している。そのような配置は、蒸気漏れ防止の効率を向上させ、それは特に真空環境における重要な点である。
【００２９】
シール構造体２９は、たとえばバイトンまたはゴムで作られたＯリングのような一つ以上の弾性変形可能要素を備えていてもよい。そのようなＯリングは、Ｏリングの上面が上述した平面に設定されるように高さが低減されて基板支持構造体２３の一部に挿入されてもよい。Ｏリングには、放射状側、たとえば基板支持構造体２３の中心に面している放射状側に切り込みが設けられていてもよく、それにより、Ｏリングは、蒸気の漏れを防止するには十分だが、過度の力を必要とすることなく、基板支持構造体２３と基板２２の間に圧縮されることができる。
【００３０】
あるいは、図３Ａのように、シール構造体２９は、基板支持構造体２３の外側リムによって支持された蒸気制限リングを備えていてもよい。蒸気制限リングは、リングと、基板支持構造体２３の表面２６上の複数のこぶ２７によって支持された基板２２との間の非常に小さい垂直距離だけを残して、毛細管液体表面に面する周囲開口を閉じる。
【００３１】
液体除去システムは、毛細管層２１の形成を可能にするために基板の下の液体を除去するように構成されている。液体除去システムを使用することによる毛細管層２１の形成に関するさらなる詳細は、図７を参照して論じられる。
【００３２】
液体除去システムは、基板支持構造体２３の表面２６から過剰水を除去するように構成されている。図３Ａにおいて、液体除去システムは気体分配システムを備えており、その実施形態が、図３Ｂに部分的に示されている。気体分配システムは、表面２６の周囲の堀３１と、気体が堀３１の中に入るのを可能にするための一つ以上の気体入口３３と、気体を堀３１からそれぞれ除去するための一つ以上の気体出口３５を備えていてもよい。シール構造体２９があると、液体層が設けられた表面２６とシール構造体２９の間に気体フローが確立され、したがって破線矢印によって図３Ｂに示されるようなチャンネルフローを形成する。
【００３３】
一つ以上の気体入口３３と一つ以上の気体出口３５は、堀３１に沿って対称的に設けられていてもよい。図３Ｂの実施形態では、二つの気体入口３３と二つの気体出口３５がある。気体入口３３と気体出口３５は、二つの気体入口３３を接続することによって形成される第１の仮想線３７と二つの気体出口３５を接続することによって形成される第２の仮想線３９が互いに実質的に垂直になるように配置されている。
【００３４】
図３Ａに示される基板支持構造体２３は、液体リザーバー４１をさらに備えている。液体リザーバー４１は、ある量の液体たとえば水を収容し、さらにその液体の蒸気を貯蔵するように構成されている。さらに、液体リザーバーは、たとえば一つ以上のチャンネル４３を介して、毛細管層２１が存在するときにそれに蒸気を供給するように用意されている。リザーバーは液体リザーバー４１と呼ばれてもよい。好ましくは、液体リザーバー４１の中の液体、リザーバー液体は、毛細管層２１の内部の液体すなわち毛細管液体と同一物である。リザーバー液体と毛細管液体の両方に好適な液体は水である。
【００３５】
液体リザーバーの存在は、毛細管層２１が存在するときにそれから液体の蒸発をさらに減少させる方法を提供する。リザーバーの中の液体の自由表面積は好ましくは、毛細管層２１の凹状外側表面２８の自由表面積よりも大きい。リザーバーに貯蔵された液体のより大きい自由表面積は、表面２８の環境を湿らせるために利用できることを確実にし、十分な量の蒸気が毛細管層２１の内部のより少ない蒸発をもたらす。
【００３６】
蒸気は、一つ以上の気体入口３３および／または一つ以上の気体出口３５によって液体リザーバー４１から毛細管層２１の外側液体表面２８の方へ輸送され得る。そのような場合、気体分配システムで使用される気体は、液体リザーバー４１に液体を供給するために使用されるバルブ４５を介して基板支持構造体に供給され得る。
【００３７】
あるいは、気体は、一つ以上の別個の気体接続ユニットを介して供給されてもよい。そのような気体接続ユニットが、毛細管層に蒸気を供給するために使用される一つ以上のチャンネル４３を介して気体フローを供給するように構成されている場合、一つ以上のチャンネル４３にはフロー制御ユニット４４が設けられていてもよい。そのようなフロー制御ユニット４４は、リザーバー４１から生じる蒸気から気体接続ユニットを介して気体フローを分離するように構成されている。
【００３８】
また別の代替実施形態では、気体分配システムは、蒸気リザーバー４１からの蒸気をクランプに供給する一つ以上の要素から完全に分離されている。
【００３９】
図２を参照して前述したように、毛細管液体の層は真空環境で蒸発する。実験は、毛細管液体層の残りの量はクランプの片側に溜まる傾向があることを示した。毛細管層のこの非対称分布のため、基板の片側面がテーブルから「はがれる」。今後、この効果は、基板はがれと呼ばれる。
【００４０】
図４は、基板はがれの構想を概略的に示している。理論によって結びつけられるまでもなく、避けることのできないランダムな不安定性のため、基板２２がたまたまそれほど強くクランプされていない個所において基板２２の端が基板支持構造体２３から持ち上がり始めると信じられている。持ち上がりの動きが、矢印４７によって図４に概略的に表わされている。はがれのために、蒸気は、毛細管層２１からより容易に漏れる可能性がある。加えて、毛細管層２１の外側液体表面２８は増大し、それは蒸発速度の増大を招く。さらに、局所的はがれは、はがれが生じる領域から離れるように毛細管層２１をシフトさせる。これが、さらなるアンクランプをもたらす。したがって、局所的はがれは、クランプの寿命を著しく制限することがある。
【００４１】
図５は、本発明の第２の実施形態による基板２２を支持する基板支持構造体２３の断面図である。図５の基板支持構造体２３の実施形態は、周囲リム５１をさらに備えている。周囲リム５１は、基板支持構造体２３と基板２２の間のより小さい距離を提供する。基板支持構造体２３と基板２２の間のわずかな距離は、図１および２では高さｈと呼ばれ、一般に約３〜１０ミクロンであるが、周囲リム５１と基板２２の間の距離は、一般に５００ｎｍないし１．５ミクロンの範囲内にあるであろう。好ましくは、周囲リム５１は、基板支持構造体２３の表面２６上に設けられた接触要素のわずかな高さよりも小さい１ミクロン未満の高さを有している。
【００４２】
理論によって結びつけられるまでもなく、周囲リム５１は、毛細管層が設けられた基板支持体の上面図を示している図６Ａ〜６Ｃを参照して説明される方法で基板はがれを制限すると信じられる。周囲リム５１の存在が図５を参照して論じられたけれども、そのような周囲リム５１の使用はこの実施形態に限定されない。たとえば、周囲リム５１はまた、図３Ａに概略的に描かれた実施形態や、国際特許出願ＷＯ２００９／０１１５７４で論じられた実施形態に適用されてもよい。
【００４３】
最初に、液体は、外側毛細管表面２８から蒸発するにつれて、周囲リム５１と基板２２の間の小さいギャップの中に後退する。不均一な蒸発のために、外側毛細管表面２８は、図６Ａに概略的に示されるように、局所的にさらに内側に後退する可能性がある。周囲リム５１と基板２２の間のより小さいギャップを超える毛細管圧力ジャンプは、主要クランプ領域での圧力ジャンプよりも大きく、たとえば、それぞれ、約１ｂａｒ対約２００のｍｂａｒである。蒸発のために外側毛細管表面２８が周囲リム５１の内側側面表面に到達するとき、表面は、基板２２と基板支持構造体２３の間のより大きい距離に遭遇する。この領域のより低い毛細管圧力ジャンプは、図６Ｂに概略的に示されるように、周囲リム５１と基板２２の間のギャップに少量の液体が流れ込むことを生じさせる。図６Ｃに示されるように周囲リム５１と基板２２の間のギャップが完全に充填されるまで流れは続く。空所は、主要クランプ地域内に置き去りにされる。空所は、液体層に完全に取り囲まれる。効果的に、蒸発のために失われた毛細管クランプ領域は内部に移動された。外側毛細管表面は同一位置に残る。その結果、基板端ははがれない。
【００４４】
図３Ａおよび５に示されるような基板支持構造体２３の実施形態は、キャビテーション効果が最小化されるか存在しないように設計され得る。理論によって結びつけられるまでもなく、キャビティに対する臨界半径があることが理解される。キャビティの半径がこの臨界半径よりも大きくなると、キャビティは広範囲に成長する可能性がある。非常に小さい、好ましくは臨界半径よりも小さい最小寸法すなわち厚さｈを持つ毛細管層の形成を可能にする基板支持構造体を使用することによって、キャビテーションは大きく制限されるか発生しない。実験は、厚さが約３〜１０ミクロンの水の毛細管層がキャビテーションを経験しないことを示した。
【００４５】
特定の処置として、基板２２と基板支持構造体２３の接触表面の一方または両方は、毛細管層２１を形成する液体と適切な接触表面の間の接触角に影響を及ぼすための材料で表面処理されるか被覆されてもよい。
【００４６】
図７Ａ〜７Ｊは、本発明の一実施形態による基板支持構造体の表面上に基板をクランプする方法の実施形態の実行に概略的に示している。方法は、準備ユニットで実行されてもよく、それは、基板支持構造体上に基板をクランプする方法の自動化を可能にする。
【００４７】
準備ユニットは、制御された圧力環境を提供することができる真空システムを備えている。さらに、準備ユニットは、液体を塗布するための液体供給ユニットと、気体を供給および除去するための一つ以上の気体接続ユニットと、液体を供給および除去するための一つ以上の液体接続ユニットを備えている。
【００４８】
図７Ａに示されるように、最初に、基板支持構造体２３が、真空チャンバー、たとえば準備ユニットの真空システムの内部のハウジングの中に配置される。真空チャンバー内への基板支持構造体２３の配置の後、図７Ｂに概略的に示されるように、その表面２６上に液体が注がれる。基板支持構造体２３の表面２６上への液体の塗布は、液体供給ユニット６１によっておこなわれ得る。
【００４９】
図７Ａ〜７Ｊにおいて、基板支持構造体２３の表面２６には、接触要素たとえばこぶ２７が設けられている。一実施形態では、液体を塗布することは、少なくとも接触要素が液体層６４によって覆われるまで継続する。液体の塗布後の液体層６４の一般的な厚さは２〜５ｍｍの範囲内にある。液体を塗布することは好ましくは、液体層６４の中の液体の蒸気圧と実質的に等しい圧力レベルでおこなわれる。そのような圧力で液体を塗布することは、液体中の気体の溶け込みおよび／または泡の吸い込みを低減する。
【００５０】
必要に応じて、液体を塗布した後に、休止動作がおこなわれる。この動作は、図７Ｃに概略的に示される。休止は、溶け込んだ気体および／または吸い込まれた泡６２が液体層６４から拡散するのを可能にする。溶け込んだ気体および／または吸い込まれた泡６２の除去は、図２を参照して論じられるように空所の形成の機会を低減する。
【００５１】
それから、液体層６４の上に基板２２が配置される。好ましくは、図７Ｄに概略的に示されるように、以下において傾斜角と呼ばれる初期角をもって基板２２の第１の端部２２ａの端が液体層６４に最初に接触するように基板が配置される。最初の接触の後、図７Ｅに示されるように、基板２２が液体層６４に完全にもたれるまで、基板２２の非接触端部２２ｂが下ろされる。
【００５２】
図７Ｄにおいて、基板２２は初期角αで配置される。液体は、基板２２の底面と接触し、毛管効果のためにそれに付着する。一実施形態では、基板２２の一端部２２ａの最初の接触の後、水・基板接触線が基板２２の底面に沿って他端部２２ｂの方向に移動するように基板２２の他端部２２ｂが下げられ、図７Ｄには右への移動が矢印によって概略的に示されている。傾斜角での基板２２の配置は、基板２２と基板支持構造体２３の間の空気または気体を捕らえる機会を低減し、そのことは、確立されるクランプの安定性を改善する。傾斜角アルファ（α）は鋭角であり、好ましくは１０度よりも小さく、好ましくは５度よりも大きい。実験は、そのような傾斜角が満足な結果を提供することを示した。
【００５３】
図７Ｅは、液体層６４上への配置後の基板２２を示している。基板２２は、液体層６４に浮かんでいる。
【００５４】
液体層の上面の上への基板の配置の後、過剰液体が除去される。過剰液体の除去は、基板２２の下の圧力を、基板支持構造体２３を取り囲んでいる圧力の圧力レベルよりも実質的に下方の圧力レベルまで下げること備えていてもよい。これは、図７Ｆにおいて矢印６５によって概略的に示される低圧環境に、基板２２の下の領域を接続することによって達成され得る。
【００５５】
液体層６４の上方の圧力レベルと液体層６４より下方の圧力レベルの間の結果的相違のために、基板２２は基板支持構造体２３の方へ引っぱられる。その結果、過剰液体は、一つ以上のチャンネル６６、たとえば図３Ｂを描かれた気体分配システムのチャンネル３３と３５を介して吸い出され、および／または、基板支持構造体２３の端から絞り出され、矢印６７によって図７Ｆに概略的に示される。多少の時間の後に、基板２２は、基板支持構造体表面２６の接触要素２７にもたれる。
【００５６】
過剰液体の除去はさらに、または代わりに、表面２６の周囲に沿って気体フローを供給することを備えていてもよい。気体フローは、基板２２が接触要素に接触したままでいるように、基板２２の上方の圧力よりも低い圧力で供給される。気体フローに使用される好適な気体としては窒素や酸素やヘリウムがあげられる。
【００５７】
気体フローは、一つ以上の方法で過剰液体を除去し得る。たとえば、液体は、フローによって吹き流され得る。加えて、残っている小滴は、気体フローの中に蒸発し得る。残っている小滴の蒸発は、除湿または「乾燥」気体、すなわち、その蒸気飽和値の５０％未満、好ましくは１０％未満の蒸気内容物を有している気体を供給することによって強化され得る。
【００５８】
気体フローの供給は、図７Ｇおよび７Ｈに概略的に示されている。気体はチャンネル６６ａを介して基板支持構造体２３に入ることが可能となっており、また、気体はチャンネル６６ｂを介して出ることが可能となっている。チャンネル６６ａとチャンネル６６ｂは、それぞれ、図３Ｂ中の気体入口３３と気体入口３５に相当し得る。気体フローは好ましくは、毛細管層７１が形成されるまで、すなわち、液体の薄層がその周囲の圧力よりも低い圧力を有する凹状外側表面２８を持つまで持続される。そのような毛細管層は、図１および２を参照して論じられた。
【００５９】
過剰液体の除去による毛細管層の形成の後、周囲圧力が下げられ得る。基板２２がクランプされたままであることを確実にするため、余剰気体が、もし存在するならば、図７Ｉに概略的に示されるようなたとえばバルブ４５を介して基板２２の下に除去され得る。
【００６０】
本発明の実施形態では、毛細管層７１の形成の後に、蒸気が毛細管層に供給され得る。蒸気７３は、リザーバー液体７７で少なくとも部分的に満たされたリザーバー７５によって供給され得る。リザーバー７５は、図７Ｉおよび７Ｊに示されるように、基板支持構造体２３の一部であってもよい。あるいは、リザーバー７５は外部リザーバーであってもよい。それから、蒸気７３は、外部リザーバーと基板支持構造体２３の両方に接続可能な移動システムを介して供給されてもよい。
【００６１】
液体の蒸気リザーバー７５は、基板支持構造体２３に接続することができる別体のモジュールとして供給されてもよいことに注意すべきである。供給される蒸気は、毛細管層７１から液体の蒸発を制限する。これは、クランプのより長い寿命をもたらし得る。
【００６２】
図８は、本発明の別の実施形態による基板支持構造体８３の上面図を概略的に示している。基板支持構造体８３は、基板をクランプするための表面８６を備えている。好ましくは、表面には接触要素８７が設けられている。加えて、基板支持構造体は、堀９１と気体入口９３と気体出口９５を有する気体分配システムを備えている。これらのコンポーネントの機能は図３Ａを参照してすでに論じられており、この実施形態に対しても等しく適用される。基板支持構造体８３は、後述する基板ハンドリングおよび露光設備と、基板支持構造体２３に関連して図７Ａ〜７Ｊを参照して説明したのと同様な方法でクランプする方法の実施形態に使用され得る。
【００６３】
図３Ａおよび５に示される基板支持構造体２３の実施形態とは対照的に、基板支持構造体８３は、複数の下位表面に分割された表面８６を備えている。下位表面は、たとえば六角形形状のタイルの形態をとり、モザイク模様パターンに配列され得る。各タイルには、図５を参照して論じた周囲リム５１と同様の周囲リム（図示せず）が設けられていてもよい。複数の下位表面に分割された表面８６の使用は、比較的大きい基板たとえば３００ｍｍウェーハがクランプされる必要がある場合に有益である。
【００６４】
図８Ｂは、図８Ａの基板支持構造体８３と説明の目的のための基板８２との組み合わせによって形成されたクランプの断面図を概略的に示している。
【００６５】
図９〜１２は、上述した基板支持構造体の実施形態と一緒に使用され得る別の基板ハンドリングおよび露光設備を概略的に示している。図９〜１２は、ウェーハのリソグラフィ処理と関係する例を参照して説明されるけれども、設備はそのような用途に限定されていないと理解すべきである。図９〜１２は、たとえば図７Ａ〜７Ｊを参照して説明されるような基板支持構造体上への基板のクランプを自動化するために使用され得る準備ユニットの実施形態を示している。クランプのこの方法は、特に荷電粒子リソグラフィに供される基板に好適であるが、基板に対して使用される次の処理のタイプに依存して、空気吸引、基板支持構造体に基板を凍結させること、電磁クランプ、その他などの他のクランプ方法が使用されてもよい。準備ユニットは、代替的または付加的に、リソグラフィなどのさらなる処理のための基板および／または基板支持構造体を準備するための他の機能をおこなってもよい。
【００６６】
いま図９を参照すると、基板ハンドリングおよび露光設備において、ウェーハ支持構造体上にウェーハをクランプする方法を自動化するために準備ユニット１１２が使用される。準備ユニット１１２は、基板分配設備、この例ではいわゆるウェーハトラックまたはウェーハサプライ１１１から、クランプされるべきウェーハを受け取る。準備ユニット１１２において、たとえば図７Ａ〜７Ｊに関連して概説された方法を使用することによってクランプが準備される。クランプの準備の後、クランプ（基板支持構造体にクランプされた基板）は、基板処理装置、この例ではリソグラフィ装置１１３に送られる。リソグラフィ装置は、この分野の当業者によって理解されるように、放射のパターンビームを供給する放射系と、基板を支持する基板支持構造体と、基板の標的部分上に放射のパターンビームを投影する光学系を備え得る。代表的準備ユニットの動作に関するさらなる詳細が図１４Ａ〜１４Ｄを参照して説明される。
【００６７】
図９において、クランプ処置は、参照数字１１５によって概略的に示される。代表的準備ユニットの動作に関するさらなる詳細が図１４Ａ〜１４Ｄを参照して説明される。準備ユニット１１２は、制御された圧力環境を提供するための真空システムを備えている。クランプ処置は、図１４Ａに示されるように、たとえばウェーハ支持体１２１が設けられたロボットアームによる、準備ユニット１１２の真空システムの中へのウェーハ１２２の導入で始まり得る。
【００６８】
ウェーハ１２２は、真空密着ドアまたはロードロックチャンバーを介して導入され得る。ウェーハ支持構造体１２３は、準備ユニット１１２の中にすでに存在していてもよい。あるいは、ウェーハ支持構造体１２３は、ウェーハ１２２と同様の方法で導入されてもよい。
【００６９】
それから、図１４Ａに示されるように、液体供給ユニット１２４によってウェーハ支持構造体１２３の表面上に液体が塗布され得る。液体供給ユニット１２４は、十分な「厚さ」の液体層が提供されるまで液体フローを供給し、次に液体フローを止める。好ましくは、液体供給ユニット１２４は、クランプ処置の前後の動作を邪魔することなく液体の塗布が効率的なやり方でおこなわれるように準備ユニット１１２の内部で移動可能である。好ましくは、ウェーハ支持構造体１２３の表面上に液体を塗布する際の準備ユニット１１２内の圧力は周囲圧力よりも低く、たとえば液体層中の液体の蒸気圧と実質的に等しい。あるいは、準備ユニット内の圧力は、液体を塗布した後だがウェーハをクランプする前に低減されてもよい。
【００７０】
それから、液体層１２５上へのウェーハの配置を与えるように、ウェーハ１２２とウェーハ支持構造体１２３が互いに対して移動される。この目的のために、ウェーハ１２２が、基板移動ユニット、たとえば図１４Ｂに示されるような移動可能支持ピン１２７によって液体層１２５上に下ろされる。図７Ｄを参照して以前に論じたように、ウェーハ１２２と液体層１２５の間の最初の接触は、好ましくは１０度よりも小さく、好ましくは５度よりも大きい初期傾斜角アルファ（α）でなされ得る。そのような傾斜配置は、ウェーハ１２２の片側を下ろす前にウェーハ１２２の反対面を下ろすことによって、たとえば支持ピン１２７の別々に抑制された移動によって達成され得る。ウェーハ１２２の各側は、液体層１２５に接触するまで下ろされ、それから、支持ピン１２７がさらに下ろされ、取り去られ得る。液体層１２５上へのウェーハ１２２の配置は、周囲圧力すなわち約１ｂａｒでおこなわれ得る。しかしながら、低い圧力、たとえば液体層中の液体の蒸気圧と実質的に等しい圧力での配置が好ましい。
【００７１】
ウェーハ支持構造体１２３はいま、ウェーハ支持構造体から液体を除去するために、ウェーハ支持構造体１２３に接続可能な一つ以上の液体接続ユニットに接続され得る。一実施形態では、この目的のために、図１４Ｃに示されるようなコネクター１２６ａ，１２６ｂが使用され得る。あるいは、これらの一つ以上の液体接続ユニットの接続はそれ以前に確立されてもよい。一つ以上の液体接続ユニットを介して過剰液体が除去される。液体の除去は、周囲圧力すなわち約１ｂａｒでおこなわれ得る。
【００７２】
さらに、ウェーハ支持構造体１２３は、ウェーハ支持構造体１２３を気体サプライと接続するための一つ以上の気体接続ユニットを備えていてもよく、たとえば液体用に使用される同一コネクター１２６ａ，１２６ｂが使用されてもよく、または気体用に使用される別体のセットが使用されてもよい。気体接続ユニットは、真空への「接続」によって低圧を確立してもよい。付加的および／または代替的に、気体接続ユニットは、図７Ａ〜７Ｊを参照して以前に論じたように、ウェーハ１２２とウェーハ支持構造体１２３の間の毛細管層の形成を可能にするための気体フローを供給してもよい。気体フローを供給することは、周囲圧力すなわち約１ｂａｒでおこなわれ得る。気体フローによって提供される圧力は、ウェーハ１２２がウェーハ支持構造体１２３に対してその位置を維持することを確実にするために、周囲圧力よりも低い必要があることに注意されたい。
【００７３】
クランプをリソグラフィ装置１１３に送る前に、図１４Ｄに概略的に示されるように、接続部１２６ａ，１２６ｂが除去される。クランプを送ることは、真空密着ドアまたはロードロックチャンバーを介してロボットアームによっておこなわれ得る。
【００７４】
リソグラフィ装置１１３の中で処理したのち、クランプは、準備ユニット１１２に、またはウェーハ支持構造体からウェーハをアンクランプすなわち取り外すための別体のアンクランプユニットに移動され得る。図９において、アンクランプの処理は参照番号１１６によって概略的に示されている。アンクランプは、一つ以上の液体コネクターをウェーハ支持構造体１２３に接続し、準備ユニット１１２の中にクランプを導入することによっておこなわれる。一つ以上の液体コネクターを介して、液体層の厚さを増加させるために、追加の液体が毛細管液体層に供給される。追加の液体は、ウェーハ１２２が液体層の上に浮かび始めるように追加される。追加の液体の導入は、ウェーハ１２２が変形または破損しないように液体の圧力が実質的に均質的に分散される方法で適用される。
【００７５】
そのステージでは、たとえば支持ピン１２７によってウェーハ基板支持表面１２３上の液体層からウェーハ１２２が持ち上げられる。ウェーハは、ウェーハを液体層上に配置する上述した処理の反対に、初期傾斜角をもって持ち上げられてもよい。ウェーハの持ち上げの際の初期傾斜角は、好ましくは１０度よりも小さく、好ましくは５度よりも大きく、これは、たとえば別々に抑制された支持ピンの移動によって、ウェーハの片側を持ち上げるよりも前に反対側を持ち上げることによって達成され得る。最後に、ウェーハ１２２は、たとえばウェーハ支持体１２１に設けられたロボットアームを使用することによって、準備ユニット１１２から取り外され、ウェーハトラック／ウェーハサプライ１１１の方へ移動される。
【００７６】
図９には、準備ユニット１１２とリソグラフィ装置１１３は別体のユニットとして描かれている。しかしながら、たとえば準備ユニット１１２の必要な機能をリソグラフィ装置１１３のロードロックの中に含めることによって、準備ユニット１１２をリソグラフィ装置１１３に統合することも可能であると理解すべきである。そのような場合、ウェーハは、リソグラフィ装置に入るおよび出るときに、それぞれ、クランプおよびアンクランプされる。
【００７７】
図１０は、ロードロック１１４を有する基板ハンドリングおよび露光設備の例を示している。ロードロックは、基板支持表面にクランプされた基板を準備ユニット１１２から受け取る。ロードロックは、クランプされた基板と基板支持体のリソグラフィ装置１１３への移動に適した真空に引くための真空ポンプと、クランプされた基板のリソグラフィ装置内での処理の後に真空を低減させるために通気するベントとを備えた真空チャンバーを備えている。
【００７８】
図１１は、図１０の基板ハンドリングおよび露光設備の追加の詳細を示している。準備ユニット１１２は、ハウジング１３６たとえば真空チャンバーを備えており、それは、クランプまたは他の動作をおこなうための制御された圧力環境を作り出すために使用され、ウェーハトラックまたはサプライ１１１からの湿っていない基板１２２の移動のためのポート１３１を備え、カセットまたは供給設備の中の多数の基板と一緒に示されている。基板は、湿っていない基板を受け入れる大きさにされた搬入ポート１３１を介して準備ユニット１１２に搬入される。基板は、基板支持表面１２３にクランプされ、クランプされた基板は、搬出ポート１３２を介してロードロックチャンバー１１４に移動される。後述するように、基板支持表面のコンディションを整えることも準備ユニット１１２の中でおこなわれる。ロードロックチャンバーは真空チャンバー１３８を有しており、それは、クランプされた基板を受け取った後に、リソグラフィ装置１１３へのポート１３３を介したクランプされた基板の移動に適した高真空まで引かれる。リソグラフィ装置１１３は、一般に真空チャンバーで構成されるかその内部に設置される基板処理コンパートメント１３９を有している。リソグラフィ装置内での処理の後に、クランプされた基板は、ポート１３３を介して（または代替的に別のポートを介して）基板処理コンパートメントから、そこで高真空が通気されるロードロックに移され、基板をアンクランプし基板支持構造体のコンディションを整えるためにポート１３２を介して（または代替的に別のポートを介して）準備ユニットに戻される。
【００７９】
図１２は、図１０の基板ハンドリングおよび露光設備の一実施形態における基板と基板支持構造体の移動を示している。基板の流れ１４１が、基板の経路を示す実線で示され、基板支持構造体の流れ１４２が、基板支持構造体の再循環経路を示す破線で示されている。
【００８０】
基板の流れ１４１は、ウェーハトラックまたは供給ユニット１１１から、クランプ動作１１５のための準備ユニット１１２までの基板の経路を示している。クランプされた基板は、それから、基板支持体と一緒に、ロードロックチャンバー１１４に移り、それから基板処理コンパートメント１３９内での処理のためにリソグラフィ装置１１３に移り、処理の後、基板支持体からの基板のアンクランプおよび持ち上げのために準備ユニットに戻される。それから、基板は、さらなる処理ユニットへの移動のためにウェーハトラック／供給ユニット１１１に戻る。基板支持構造体の流れ１４２は、準備ユニット１１２からロードロック１１４を経由してリソグラフィ装置１１３へ、そして基板支持体の再使用のための再循環経路に再び戻る基板支持体の再循環を示している。代替の流れ経路１４３は、搬出された後で、新しい基板が搬入される前の基板支持体の追加のコンディションを整えることを示している。再循環経路１４２または１４３には、バッファー１３７、たとえば、再使用の準備ができた少数の基板支持構造体を保持するための後入れ後出し貯蔵システムが含まれていてもよい。それらがバッファーストアの中にある間に、基板支持体のコンディションを整えることがおこなわれてもよく、または、バッファーストアが、コンディションを整えることの後に基板支持体を受け取り、再使用の準備ができたそれらを収容していてもよい。
【００８１】
基板の流れ１４１に続くと、クランプの後、基板支持構造体に合体してクランプされた基板は、ロードロック１１４を経由してリソグラフィ装置１１３内での基板処理のために移動される。リソグラフィ装置１１３は、リソグラフィ処理の際に基板上に荷電粒子または光ビームを生成するための荷電粒子源または光源１４５を有している基板処理コンパートメント１３９、一般には真空チャンバーを有している。リソグラフィ処理の際、基板を露光するために使用される荷電粒子または光ビームからエネルギーが基板によって吸収される（矢印１４６として示される）。基板中のエネルギーの結果の蓄積は基板の加熱を招き、それは、基板の熱膨張やリソグラフィ処理の劣化などの望ましくない効果を招くこともある。
【００８２】
基板支持構造体は、基板をクランプするための支持構造体としてだけでなく、基板からエネルギーを吸収するためのエネルギー吸収ユニットとして役立ち得る。基板支持構造体は好ましくは、基板からエネルギーを吸収して基板加熱を低減するように適用される。支持構造体への良好なエネルギー移動のために、基板と基板支持構造体の間の良好な熱接触が必要である。クランプ液体層は、基板と基板支持構造体の間の優れた熱接触を提供する。
【００８３】
基板から移動されたエネルギーは基板支持構造体に貯蔵され得る。基板支持構造体は、それを大質量で構成する、および／または、高い特定の比熱容量を有する材料で構成することによって、ヒートシンクとして働く高いサーマルマス（熱容量）を持つように構成されてもよい。参照によってそっくりそのままここに組み込まれる国際出願ＷＯ２００８／０１３４４３に説明されるように、相転移するように設計された熱吸収物質が基板支持構造体に組み込まれてもよい。相転移物質は、相変化たとえば溶融する際にエネルギーを吸収する熱バッファーとして働き、それは、好ましくは基板いっぱいにリソグラフィ処理をおこなうのに十分な長期間にわたって温度を一様に維持しながら、基板支持構造体が基板からエネルギーを吸収することを可能にし、それにより、基板上への正確な射影を高める。一実施形態では、支持構造体は、ガリウムまたはガリウム化合物で構成されたそのような熱緩衝物質を備えており、室温またはその周辺の好適な温度レベルでの長期の温度安定性を達成する。
【００８４】
基板の処理の後、基板と基板支持構造体の組み合わせ体が、リソグラフィ装置１１３の処理チャンバーから取り除かれ、ロードロックチャンバー１１４を経由し、準備ユニット１１２に移動され、そこで、アンクランプ動作１１６において基板が支持体から取り外され、基板支持構造体は、別の基板に対するクランプのための経路１４２または再使用の前にコンディションを整えることをおこなうための経路１４３に続き得る。基板支持構造体が基板処理コンパートメントから取り除かれるときに取り除かれるときに、基板支持構造体によってリソグラフィ機械装置の基板処理コンパートメントからリソグラフィ装置で生成された荷電粒子または光ビームからのエネルギーの一部が取り除かれる。準備ユニットは、（矢印１４８として示される）基板支持構造体に貯蔵されたエネルギーを取り除くエネルギー放出ユニットとして機能し得る。このように、基板支持構造体は、好ましくは冷却することなく、エネルギーを解放することによってコンディションが整えられる。このように、エネルギーの流れの矢印１４６と１４８は、リソグラフィシステムの内部のエネルギー経路を示している。
【００８５】
エネルギーの解放は、熱放射または準備ユニットの構造体との熱接触によって基板支持体がそのエネルギーを解放するようにすることによって、たとえば基板支持体がバッファーストアの中に鎮座している間に、受動的におこなわれてもよい。エネルギー解放はまた、たとえば液体や気体などのエネルギー放出媒体に基板支持構造体をさらすことによって、動的におこなわれてもよく、それは、次の冷却のためのエネルギー出口点（矢印１４８）にある流体供給および放出ラインを介して準備ユニット１１２から運び出される。エネルギー放出媒体は好ましくは液体出構成され、少なくとも一部が、ここに説明されるような基板をクランプするための毛細管液体として後に使用されてもよい。気体がまた、エネルギー放出媒体として使用され、表面全体に、または基板支持構造体中の導管を介して注がれてもよい。
【００８６】
いわゆるペルチェ効果を使用する熱電冷却素子１４０がまた、基板支持体と熱接触して使用されてもよい。ペルチェ冷却素子は、接合を形成するように用意された二つの異なるタイプの材料を備えている。一方の材料から他方への熱の移動は、電気エネルギーの消費とともに起こる。冷却素子を直流電圧源に接続することは、素子の片側が冷えるようにする一方、反対側が加熱される。たとえば冷却液を使用して、素子の加熱側から熱が取り除かれ得る。
【００８７】
図１３は、基板支持構造体の実施形態と一緒に使用され得る別の基板ハンドリングおよび露光設備を概略的に示している。図１３の設備では、単一のリソグラフィ装置１１３の代わりに、多くのリソグラフィ装置１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃが使用される。ウェーハトラック／ウェーハサプライ１１１と準備ユニット１１２の機能は、図９を参照して説明したのと同じである。
【００８８】
図１３において、処理のためのリソグラフィ装置に移動される準備ができたクランプは、追加ウェーハトラック１１７によって、三つの異なるリソグラフィ装置１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃの方へ移動され得る。準備ユニット１１２の内部でおこなわれるクランプの一般的な所要時間が、リソグラフィ装置１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃのいずれか一つでおこなわれるリソグラフィ処理の一般的な所要時間よりも速い場合に、図１３の構成は、より効率的である。
【００８９】
説明の全体にわたって、表現「毛細管層」が言及された。表現「毛細管層」は、その周囲の圧力よりも低い圧力を有している凹状メニスカス形状をした液体の薄層を指すと理解すべきである。
【００９０】
本発明の追加の側面が、それの表面上に基板をクランプするための基板支持構造体においてさらに定義され、基板支持構造体は、液体の毛細管層によってクランプされる基板を受けるための表面と、リザーバー液体とリザーバー液体の蒸気を貯蔵するための液体リザーバーと、毛細管層が存在するときにそれにリザーバー液体の蒸気が供給されることができるようにリザーバーを受け表面に接続している蒸気移動システムを備えている。リザーバーは、受け表面の下に広がっていてもよい。好ましくは、リザーバーは、受け表面の下に位置するより大きい部分と、受け表面の周囲から外へ延びている少ない部分を有しているキャビティを備えている。リザーバー内のリザーバー液体の貯蓄のための容積は、液体の毛細管層の容積よりも大きくてよい。リザーバーは、受け表面から取り外し可能であってよい。使用において、毛細管層は凹形状外側表面を有していてよく、リザーバー内の液体の自由表面積は前記凹形状外側表面の自由表面積よりも大きい。基板支持構造体は、前記表面の周囲の液体を除去するための液体除去システムをさらに備えていてもよい。液体除去システムは気体分配システムを備えていてもよい。気体分配システムは、気体を供給するための少なくとも一つの気体入口と、気体を除去するための少なくとも一つの気体出口を備えていてもよい。あるいは、気体分配システムは、互いに等距離の位置にある複数の気体入口と複数の気体出口を有していてもよい。基板支持構造体は、基板支持構造体を気体サプライと接続するための気体接続ユニットをさらに備えていてもよい。気体接続ユニットは、蒸気移動システムに接続されてもよい。蒸気移動システムは、気体接続ユニットを介する気体フローをリザーバーから生じる蒸気から分けるためのフロー制御ユニットを備えていてよい。フロー制御ユニットは、バルブまたはフラップであってよい。基板支持構造体のリザーバーは、基板支持構造体の取り外し可能部の中に配置され得る。リザーバーと蒸気移動システムは、基板支持構造体の取り外し可能部において配置されていてもよい。基板支持構造体は、気体分配システムによって供給される気体が受け表面とシール構造体の間に流れることができるようにする受け表面を周回するシール構造体をさらに備え得る。受け表面には、複数の接触要素が設けられていてもよく、シール構造体は、複数の接触要素の高さに相当する高さを有している。あるいは、受け表面は、高くした周囲リムをさらに備えていてもよく、それにより、気体分配システムによって供給される気体が周囲リムとシール構造体の間に流れることができる。そのような実施形態では、受け表面には、複数の接触要素が設けられていてもよく、周囲リムは、複数の接触要素の高さよりも小さい高さを有している。受け表面は、複数の下位表面に分割されていてもよい。それから、液体除去システムは、各下位表面の周囲の液体を除去するように構成されてもよい。複数の下位表面の場合、少なくとも一つの下位表面は実質的に六角形形状であってよい。
【００９１】
本発明の追加の側面が、基板支持構造体にクランプされた基板を維持するための方法においてさらに定義され、この方法は、毛細管層によってその上に基板がクランプされる表面を有する基板支持構造体を用意することと、リザーバー液体とリザーバー液体の蒸気を貯蔵する液体リザーバーを用意することと、毛細管層からの蒸発を制限するためにリザーバーから毛細管層へのリザーバー液体の蒸気の移動を可能にすることを備えている。基板支持構造体は、先に説明した基板支持構造体のいずれであってもよい。
【００９２】
本発明は、上に論じたある実施形態を参照して説明された。これらの実施形態は、本発明の真意および範囲から逸脱することなく、この分野の当業者に良く知られるさまざまな修正および代替形態が可能であることが認識されるであろう。従って、特定の実施形態が説明されたけれども、これらは単なる例であり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］準備ユニット（１１２）を備えている荷電粒子リソグラフィシステムであり、前記準備ユニットは、
ハウジングの中にまたはそこから基板（２２，８２，１２２）を搬入および／または搬出するための第１の搬入ポート（１３１）を有するハウジング（１３６）と、
前記ハウジング内の基板支持構造体（２３，８３，１２３）上に前記基板を設置するための基板移動ユニット（１２７）と、
前記基板を支持する前記基板支持構造体を搬入および／または搬出するための第２の搬入ポート（１３２）を備えている、荷電粒子リソグラフィシステム。
［２］基板処理コンパートメント（１３９）の中の前記基板にリソグラフィ処理をおこなうためのリソグラフィ装置（１１３）をさらに備えており、前記準備ユニットは、前記基板処理コンパートメントからの前記基板支持構造体の除去後に、リソグラフィ処理の結果として前記基板支持構造体に蓄積されたエネルギー（１４８）を除去するためのエネルギー放出システムをさらに備えている、［１］のシステム。
［３］前記準備ユニットには、前記エネルギー放出システムのためのエネルギー輸送媒体（１３５）の放出および供給のための接続部が設けられている、［２］のシステム。
［４］前記エネルギー輸送媒体は流体である、［３］のシステム。
［５］前記エネルギー放出システムは、電気駆動熱電冷却素子を備えている、［２］のシステム。
［６］前記冷却素子は、冷却液のための導管を備えており、前記導管は、少なくとも部分的に前記ハウジングの外部にある、［５］のシステム。
［７］前記準備ユニットは、前記エネルギー輸送媒体への前記基板支持構造体のさらしに適合されている、［２］〜［６］のいずれか一つのシステム。
［８］前記エネルギー輸送媒体は流体、好ましくは水である、［７］のシステム。
［９］前記システムは、前記準備ユニットとリソグラフィ装置の間で一つ以上の基板支持構造体を再利用するように適合されている、先行請求項のいずれか一つのシステム。
［１０］前記準備ユニットは、複数の基板支持構造体を収容するための前記ユニット内に後入れ後出しバッファシステム（１３６）を備えている、先行請求項のいずれか一つのシステム。
［１１］前記ハウジング（１３６）は、制御された圧力環境を提供する、先行請求項のいずれか一つのシステム。
［１２］前記準備ユニットはさらに、毛細管液体層によって前記基板支持構造体の表面上に前記基板をクランプするように構成されている、先行請求項のいずれか一つのシステム。
［１３］前記エネルギー輸送媒体は液体であり、前記基板支持構造体の表面上に前記基板をクランプするための毛細管液体層に少なくとも部分的に使用される、［３］のシステム。
［１４］エネルギー輸送媒体は、前記基板をクランプするために必要な液体の量よりも多く前記毛細管液体層に供給される、［１２］のシステム。
［１５］前記準備ユニットは、前記毛細管液体層を形成するために前記基板支持構造体の表面上に液体を供給するための液体ディスペンサーをさらに備えている、［１２］〜［１４］のいずれか一つのシステム。
［１６］前記ハウジング（１３６）の内の圧力は、前記毛細管層の中の液体の蒸気圧と実質的に等しい圧力に下げられることができる、［１２］〜［１５］のいずれか一つのシステム。
［１７］前記基板移動ユニットは、前記基板支持構造体上に基板を降ろすための支持ピン（１２７）を備えている、先行請求項のいずれか一つのシステム。
［１８］前記準備ユニットは、前記基板支持構造体の表面に気体を供給するおよび／またはそこから気体を除去するための、前記基板支持構造体に接続可能な一つ以上の気体コネクター（１２６ａ，１２６ｂ）をさらに備えている、先行請求項のいずれか一つのシステム。
［１９］前記気体は窒素である、［１８］のシステム。
［２０］前記準備ユニットは、前記基板支持構造体の表面から液体を供給するおよび／またはそこから液体を除去するための、前記基板支持構造体に接続可能な一つ以上の液体コネクター（１２６ａ，１２６ｂ）をさらに備えている、先行請求項のいずれか一つのシステム。
［２１］前記基板支持構造体は自由に移動可能である、先行請求項のいずれか一つのシステム。
［２２］［１］〜［１７］のいずれか一つのシステムであり、準備ユニット（１１２）はさらに、
基板支持構造体の表面上に液体を供給するための液体ディスペンサー（６１，１２４）と、
前記基板支持構造体の表面に気体を供給するおよび／またはそこから気体を除去するための一つ以上の気体コネクター（１２６ａ，１２６ｂ）と、
前記基板支持構造体の表面に液体を供給するおよび／またはそこから液体を除去するための一つ以上の液体コネクター（１２６ａ，１２６ｂ）を備えており、
前記基板支持構造体は、前記一つ以上の気体コネクターと前記一つ以上の液体コネクターから接続および分離可能である、システム。
［２３］先行請求項のいずれか一つのシステムであり、複数のリソグラフィ装置をさらに備えており、各リソグラフィ装置は、放射のパターンビームを供給する放射系と、基板を支持する基板支持構造体と、前記基板の標的部分上に前記放射のパターンビームを投影する光学系を備えており、前記準備ユニットは、前記複数のリソグラフィ装置のおのおのに対して、基板支持構造体にクランプされた基板を供給するように構成されている、システム。
［２４］リソグラフィ処理のための基板（２２，８２，１２２）を準備するための方法であり、
制御された圧力環境をハウジング（１３６）の中に提供することと、
前記ハウジングの中に前記基板を搬入することと、
前記ハウジングの中に基板支持構造体（２３，８３，１２３）を供給することと、
前記基板支持構造体の表面上に前記基板を毛細管層によってクランプすることを備えている、方法。
［２５］前記毛細管層を形成するために前記基板支持構造体の表面上に液体を供給することをさらに備えている、［２４］の方法。
［２６］前記供給された液体上に前記基板を降ろすことをさらに備えている、［２５］の方法。
［２７］前記基板支持構造体に一つ以上の気体コネクター（１２６ａ，１２６ｂ）を接続することと、前記基板支持構造体の表面に気体を供給するおよび／またはそこから気体を除去することをさらに備えている、［２４］〜［２６］のいずれか一つの方法。
［２８］前記気体は窒素である、［２７］の方法。
［２９］前記基板支持構造体に一つ以上の液体コネクター（１２６ａ，１２６ｂ）を接続することと、前記基板支持構造体の表面に液体を供給するおよび／またはそこから液体を除去することをさらに備えている、［２４］〜［２８］のいずれか一つの方法。
［３０］前記ハウジング内の圧力を、前記毛細管層の中の液体の蒸気圧と実質的に等しい圧力に下げることをさらに備えている、［２４］〜［２９］のいずれか一つの方法。
［３１］［２４］の方法であり、
基板支持構造体の表面上に液体を供給することと、
前記基板支持構造体に一つ以上の気体コネクター（１２６ａ，１２６ｂ）を接続し、前記基板支持構造体の表面に気体を供給するおよび／またはそこから気体を除去することと、
前記基板支持構造体に一つ以上の液体コネクター（１２６ａ，１２６ｂ）を接続し、前記基板支持構造体の表面に液体を供給するおよび／またはそこから液体を除去することと、
前記一つ以上の気体コネクターと前記一つ以上の液体コネクターを前記基板支持構造体から分離することをさらに備えている、方法。
［３２］湿っていない基板を第１のポートを介して前記ハウジングの中に搬入することと、前記基板支持構造体にクランプされた基板を第２のポートを介して前記ハウジングから搬出することをさらに備えている、［２４］〜［３１］のいずれか一つの方法。
［３３］前記基板支持構造体の表面上に前記基板をクランプする前に前記基板支持構造体のコンディションを整えることをさらに備えている、［２４］〜［３２］のいずれか一つの方法。
［３４］前記基板支持構造体のコンディションを整えることは、前回のリソグラフィ処理の結果として前記基板支持構造体に蓄積されたエネルギー（１４８）を積極的に除去することを備えている、［３３］の方法。
［３５］前記基板支持構造体のコンディションを整えることは、蓄積エネルギーの除去のためのエネルギー輸送媒体（１３５）に前記基板支持構造体をさらすことを備えている、［３４］の方法。
［３６］前記エネルギー輸送媒体は流体である、［３５］のシステム。
［３７］前記基板支持構造体のコンディションを整えることは、前記基板支持構造体を電気駆動熱電冷却素子（１４０）に熱的に接触させて置くことを備えている、［３４］の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図７Ｉ】
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【図７Ｊ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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