JP2003534653A - 可撓性圧電性チャック - Google Patents

可撓性圧電性チャック

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JP2003534653A
JP2003534653A JP2001586528A JP2001586528A JP2003534653A JP 2003534653 A JP2003534653 A JP 2003534653A JP 2001586528 A JP2001586528 A JP 2001586528A JP 2001586528 A JP2001586528 A JP 2001586528A JP 2003534653 A JP2003534653 A JP 2003534653A
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プラディープ クマー ゴヴィル，
ジョージ エス． イヴァルディ，
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シリコン・バレイ・グループ・インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 リソグラフ処理の間、基板を支持する可撓性チャック（１００）を記載する。この可撓性チャックは、電極層（１１６）、電極層に配置された圧電層（１１０）、および圧電層上に配置された基板支持層（１１１）を備える。電極層を通して、圧電層に電気的信号を提供することによって支持層は屈曲され得、それによって可撓性チャックに配置された基板の表面形態を、変化させる。接触層は、突起部を含み得、この突起部の各々は、電極層内のそれぞれの電極に対応する。別の基板支持体および接地層が提供され得る。本発明に従う可撓性チャックは、真空チャックであり得る。また開示されるのは、本発明に従う可撓性チャックにおける形態変化をモニタリングするための方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） （発明の分野） 本発明は、リソグラフ処理の間、基板を保持するために使用されるチャックに
関する。より詳細には、本発明は、リソグラフ処理の間、曲がることが可能であ
り、それによりチャックに埋め込まれた基板の表面形態（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ
）を変化し得る、チャックに関する。
【０００２】 （関連分野） リソグラフィーは、基板表面に特徴を作成するために使用されるプロセスであ
る。そのような基板としては、フラットパネルディスプレイ、回路基板、様々な
集積回路などの製造に使用される基板が挙げられる。そのような用途に頻繁に使
用される基板は、半導体ウエハである。この記載は、例示の目的のため、半導体
ウエハの点から書かれるが、他の基板は、本発明の範囲から逸脱せずに使用され
得る、と当業者は認識する。
【０００３】 リソグラフィーの間、ウエハはウエハステージ上に配置され、そしてチャック
によって適所に保持される。そのチャックは、典型的に適所にウエハをしっかり
と保持し得る真空チャックである。そのウエハは、石版印刷装置内に配置された
露光オプティクスによってその表面に投影された像にさらされる。露光オプティ
クスは、写真平板の場合に使用されるが、特定の用途に依存して異なったタイプ
の露光装置が使用され得る。当業者に公知のように、例えば、Ｘ線、イオン、電
子、もしくはフォトリソグラフィーはそれぞれ異なった露光装置を必要とし得る
。写真平板の特定の例を、例示のみの目的のためにここに記載する。
【０００４】 投影された像は、ウエハの表面に蒸着された層（例えばフォレジスト）の特性
の変化を引き起こす。これらの変化は、露光の間ウエハ上に投影された特徴に対
応する。露光に続いて、この層は、パターン化された層を生成するためエッチン
グされ得る。このパターンは、露光の間ウエハ上に投影された特徴に対応する。
次いで、このパターン化された層は、ウエハ内に存在する構造層（例えば伝導性
、半導電性、もしくは絶縁性の層）の露出した部分を取り除くため使用される。
次いで、このプロセスは、ウエハの表面上、あるいは様々な層中に所望の特徴が
形成されるまで、他の工程と一緒に繰り返される。
【０００５】 ステップアンドスキャン技術は、狭いイメージングスロットを有する投影光学
システムと共に作動する。ウエハ全体が一度に曝されるよりむしろ、個々の範囲
がウエハ上に同時にスキャンされる。これは、スキャン中にイメージスロットが
この範囲を横切って動かされるようにウエハおよび網線を同時に動かすことによ
ってなされる。次いで、ウエハステージは、非同期に露光範囲間を、網線パター
ンの多数の複製がウエハ表面にされるように進まされなければならない。この方
法では、ウエハ上に投影される像の鮮鋭度は、最大化される。ステップアンドス
キャン技術の使用は、概して像鮮鋭度全体の改善を援助するが、概して像歪曲が
、そのようなシステムでは、使用された投影光学システム、照明システム、およ
び特定の網線中の欠陥によって引き起こされる。
【０００６】 像鮮鋭度を改良するための１つの技術は、Ｓｔａｇａｍａｎ（米国特許番号５
，５６３，６８４）によって提案された。Ｓｔａｇａｍａｎは以下のように述べ
ている：像鮮鋭度の改良のための慣習的なアプローチは、ウエハ表面と使用した
レンズの焦点面を一致させるためウエハの表面を平らにした変形チャックを使用
するべきである。しかし、Ｓｔａｇａｍａｎはさらに以下のように述べている：
レンズに関連する実像パターンは、レンズの理論的平面焦点面とは異なり得るた
め、ウエハ表面を平らにすることは、必ずしも特定のレンズのパターン鮮鋭度を
改善するわけではない。従って、Ｓｔａｇａｍａｎはあるアプローチを提案し、
それによってレンズの実焦点パターンは確定される。次いで、変形チャックは、
ウエハの表面と実焦点パターンを一致させるため使用され、それによって平均像
鮮鋭度が改善される。Ｓｔａｇａｍａｎのチャックは、ウエハの表面を曲げるた
め伸ばされもしくは縮められる個々の調節ピンと連動すると思われる。これらの
個別に伸長可能なピンの操作および詳細は、Ｓｔａｇａｍａｎによって十分に記
載されていない。
【０００７】 Ｔａｎｉｇｕｃｈｉら（米国特許番号４，４７５，２２３；“Ｔａｎｉｇｕｃ
ｈｉ”）は、チャック上に配置されたウエハの移動（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ
）を生成するため個々の移動ユニットを使用する別の型の可撓性のチャックを記
載すると思われる。そのような移動ユニットは、上記で記載したようなＳｔａｇ
ａｍａｎのチャックのピンのように個々に働く。これらの移動ユニットは、ＤＣ
モーターによって制御されるスクリューエレメントであり得る。Ｔａｎｉｇｕｃ
ｈｉはまた、この移動ユニットは圧電エレメントを包含する様々な型の変形エレ
メントであり得る、と記載している。
【０００８】 最後に、ＭａｃＤｏｎａｌｄら（米国特許５，０９４，５３６号；“ＭａｃＤ
ｏｎａｌｄ”）は、伸長可能なピンを有する個々のアクチュエーターを使用する
別の型の可撓性のチャックを記載すると思われる。そのピンは、チャック上のア
レイ中に配置され、そのピンの先端部はウエハが配置され得る表面を提供する。
ＭａｃＤｏｎａｌｄのピンは、個々の圧電結晶から形成される。作動中、電気信
号が、この結晶のそれぞれに付与され、ピンのアレイの頂上に設けられるウエハ
の移動を生じさせる。
【０００９】 上記に議論したそれぞれのアプローチでは、アクチュエーターは個々に形成さ
れ、そしてチャック表面に提供される。従って、アクチュエーターが不偏状態に
ある場合に、各アクチュエーター表面が一平面に位置するようにアクチュエータ
ーを配置することは困難である。さらには、上記で議論した従来の構造に従って
、高密度のアクチュエーターを生成することは困難である。
【００１０】 従って、必要とされることは、同一平面上の接触表面を有する高密度のアクチ
ュエーターを有する可撓性のチャックの製造を簡単にすることである。
【００１１】 （発明の要旨） 本発明は、上記に示した従来の可撓性のチャックの欠点を克服する可撓性のチ
ャックを提供する。
【００１２】 １つの実施形態において、リソグラフ処理中に基板を支持するための可撓性の
チャックが記載される。この可撓性チャックは、電極層、この電極層上に配置さ
れた圧電層、およびこの圧電層上に配置された基板支持層を備える。その圧電層
は、層に印加される電圧に応答して変形する。従って、電極層を介して圧電層へ
電気信号を提供することによって、基板支持層は、曲げれられ得、それによって
この可撓性のチャック上に配置された基板上で表面形態が変化し得る。提供され
た電気信号の大きさは、圧電層内の変形量、従って、基板支持層によって示され
る曲げの程度に影響する。
【００１３】 基板支持層は、突起部を備え得、これらの突起部の各々は、電極層中のそれぞ
れの電極に対応する。さらに、基板支持層は、導電性材料から形成され得、従っ
て、接地層として働き得る。あるいは、別個の基板支持層および接地層が備えら
れ得る。本発明に従う可撓性のチャックは、真空チャックであり得る。
【００１４】 本発明に従う可撓性のチャック中の圧電層は、基板支持層中の突起部に対応す
る突起部を備え得る。あるいは、圧電層は、実質的に平面であり得る。あるいは
、圧電層よりむしろ、本発明に従う可撓性のチャックは、電極層上に配置された
実質的に平面な圧電層から形成された複数の別個の圧電エレメントを備え得る。
【００１５】 本発明に従う可撓性のチャック中の突起部は、ポイント突起部およびストライ
プ突起部の１つを備え得る。加えて、可撓性のチャックの周縁上表面に対応する
中実環状突起部領域が、設けられ得る。
【００１６】 本発明に従う可撓性のチャックは、電極層中の個々の電極をアドレスするため
の電源信号相互接続ラインをさらに備え得る。
【００１７】 本発明に従う可撓性のチャックはまた、圧電層に印加された電気信号によって
生成される電界を制限するための少なくとも１つのアースされたガードリングを
さらに備え得る。
【００１８】 本発明に従う可撓性のチャックはまた、少なくとも１つの多重および切り替え
ハードウェアを組み入れる相互接続背板をさらに備え得る。
【００１９】 本発明に従う可撓性のチャックはまた、冷却板を備え得る。
【００２０】 本発明に従う可撓性のチャックはまた、基板支持層から基板を離昇するための
、メインチャックアッセンブリーおよびライザーアッセンブリーの両方を備え得
る。
【００２１】 本発明に従う可撓性のチャック中の形態変化のモニタリング方法がまた、記載
される。この方法は、可撓性のチャック中のアクチュエーターを横切る第一のキ
ャパシタンスを検出する第一工程を包含し得る。次に、アクチュエーターを横切
る電圧を変更する工程が、実施される。この後、アクチュエーターを横切る第二
のキャパシタンスを検出する工程が、実施される。最後に、第一のキャパシタン
スと第二のキャパシタンスを比較する工程が、実施され、その結果、可撓性のチ
ャック中の変化がモニタリングされる。
【００２２】 （好ましい実施形態の詳細な説明） 図１は、本発明の第一実施形態に従う可撓性の圧電チャック１００を図示する
。可撓性の圧電チャック１００は、ウエハ接触表面１０５を備える。ウエハ接触
表面１０５は、チャック１００の外周縁最上層表面１０７によっておよびチャッ
ク表面突起部１０６の最上層によって形成される。チャック表面突起部１０６間
のスペースは、これらの突起部を電気的に隔離するため役に立ち、突起部間のス
ペースが深くなるにつれて、提供された隔離量は大きくなる。さらなる隔離は、
以下に考察するように、アースされたガードリングで提供され得る。圧電層１１
０は、圧電チャック１００の活性層として提供され得る。圧電層１１０は、ジル
コン酸チタン酸鉛で形成され得る。あるいは、当業者に公知の他の圧電材料は、
本発明の範囲から逸脱することなく使用され得る。圧電層１１０は、チャック表
面突起部１０６を形成する表面突起部を含む。
【００２３】 圧電層１１０の表面に配置されるのは、基板支持層１１１である。基板支持体
１１１は、以下により十分に考察するように、接地層として役に立ち得る。基板
支持層１１１は、本開示を与えられた当業者に明白であるように、基板支持とし
て適切なニッケルもしくは任意の他のオーム接点材料によって形成され得る。
【００２４】 電極層１１６は、圧電層１１０の底表面で形成される。電極層１１６は、ニッ
ケルで形成され得、標識されていない個々の電極を備える。あるいは、電極層１
１６は、本開示を与えられた当業者に明白であるように、他の任意の適切なコン
ダクターで形成され得る。
【００２５】 圧電層１１０は、この層を横切って印加される電圧変化に反応して変形する。
従って、電気信号を電極層１１６を通じて圧電層に提供することによって、圧電
層１１０は、変形され得、従って基板支持層１１１が曲がる。次いで、このこと
が、可撓性のチャック上に配置された基板の表面形態を変える。提供された電気
信号の大きさが、基板支持層によって示される曲げの程度を制御する。
【００２６】 また、圧電層１１０の底表面上には、電極層１１６間の個々の電極と連絡する
ための電源信号相互接続ライン１１８が提供される。電極層１１６と同様に、電
源信号相互接続ライン１１８は、当業者に明白であるように、任意の適切なコン
ダクター材料で形成され得る。図１から見られ得るように、チャック表面突起部
１０６それぞれは、下にある電極（圧電層１１０の底表面にある電極層１１６中
にある）に対応する。従って、個々のチャック表面突起部１０６、電極層１１６
中の関連する電極、圧電層１１０の対応する領域およびウエハ接触層１１１の関
連する部分が一緒になり、個々のアクチュエーター１１９を作製する。このアク
チュエーター１１９を横切って印加された電圧は、印加された電圧の大きさに従
ってこのアクチュエーター１１９を伸張または縮小させる。この伸張または縮小
は圧電層１１０の圧電特徴の結果である。チャック表面突起部１０６の実際の構
造を、以下で図４Ａおよび４Ｂと共により十分に考察する。
【００２７】 個々のアクチュエーターの電界の制限のためアースされたガードリング１１７
は、電極層１１６中の個々の電極間に提供され得る。そのようなアースされたガ
ードリング１１７は１つだけ、図１に示されているが、電極層１１６中の個々の
電極間に、より多くのそのようなアースされたガードリングが、提供され得る。
次いで、任意のアースされたガードリング１１７は、隣接するアクチュエーター
に対応する個々のアクチュエーター電界を制限するため提供され得る。アースさ
れたガードリング１１７の存在は、個々のアクチュエーターのさらなる隔離のた
めに役立つ一方、そのようなアースされたガードリングは必要ではなく、そこで
、本発明の範囲から逸脱せずに除外され得る。
【００２８】 電極層１１６、電源信号相互接続ライン１１８およびアースされたガードリン
グ１１７は、当業者に明白であるように、従来の技術（プレーティング、印刷お
よびパターン付けなど）の使用を通じて形成され得る。
【００２９】 絶縁接着材料１１５は、電極層１１６、電源信号相互接続ライン１１８および
任意のアースされたガードリング１１７を覆うため、圧電層１１０の底表面上に
適用される。絶縁接着材料１１５は、プリント回路基板工業に使用されるような
エポキシを含み得る。あるいは、本開示を与えられた当業者に明白であるように
、電極層１１６、任意のアースされたガードリング１１７および電源信号相互接
続ライン１１８を封入するため、そしてこの構造を下にある層にさらに接着する
ために十分な任意の他の絶縁接着材料が使用され得る。相互接続背板１２０は、
絶縁接着材料層１１５の表面上に配置され得る。相互接続背板１２０は、マルチ
プレシングまたはスイッチングハードウェアを組み込むため使用され得る。相互
接続背板１２０中にマルチプレシングまたはスイッチングハードウェアを配置す
ることで、可撓性の圧電チャック１００に作製される必要がある相互接続はより
少なくてすむ。従って、電極層１１６中の各電極のために、可撓性のチャック１
００に相互接続を持たせる変わりに、可撓性の圧電チャック１００に少数の相互
接続が作製され得る。次いで、任意の相互接続背板１２０中のマルチプレシング
またはスイッチングハードウェアによって、これらの相互接続は、電極層１１６
中の適切な電極に対して多重化され得る。本開示を与えられた当業者に明白なよ
うに、相互接続背板１２０は、マルチプレシングまたはスイッチングハードウェ
アが配置され得る集積回路または任意の他の型の層を含むプリント回路基板また
は半導体層であり得る。あるいは、その相互接続背板１２０は、本発明の範囲か
らの逸脱なしに、除外され得る。
【００３０】 冷却板１２５は、相互接続背板１２０の底表面上に配置され得る。冷却板１２
５は、当業者に明白なように、冷却板を通じて気体または液体の流れを可能にす
る流体冷却板であり得る。あるいは、冷却板１２５は、金属などの高い熱伝導性
を有する材料の層を含み得る。あるいは、冷却板１２５は、本発明の範囲から逸
脱なしに除外され得る。
【００３１】 背板１３０は、可撓性の圧電チャック１００の底面に提供される。背板１３０
は、可撓性の圧電チャック１００を固くするため、ならびに参照および界面支持
構造を提供するために役に立つ。背板１３０はセラミック、金属または固い支持
層を提供し得る任意の他の材料で、作成され得る。
【００３２】 チャック位置合わせボール１６０は、背板１３０の低表面上に提供される。チ
ャック位置合わせボール１６０は、可撓性の圧電チャック１００を下にある構造
物（例えば、ウエハステージ）上に位置合わせおよび支持するために使用される
。当業者に明らかなように、チャック位置合わせボール１６０は、金属、または
可撓性のチャック１００を支持するために十分な任意の他の材料から形成され得
る。チャック位置合わせボール１６０は、エポキシ樹脂、ハンダなど１６５の使
用を介して、背板１３０に取り付けられ得る。チャック位置合わせボール１６０
は金属から形成され得、そしてハンダ１６５で背板１３０に取り付けられ、所望
の場合、可撓性の圧電チャック１００の後部に接地接続を提供する。チャック位
置合わせボールは図１の構造と関連して使用されるが、当業者に明らかなように
、他の型の位置合わせシステムが本発明から逸脱することなく使用され得る。
【００３３】 図１から理解され得るように、圧電チャック１００は、メインチャックアセン
ブリ１５６とライザーアセンブリ１５５に分けられ得る。メインチャックアセン
ブリ１５６およびライザーアセンブリ１５５は、上記の材料から形成される。ラ
イザーアセンブリ１５５はメインチャックアセンブリ１５６から物理的に隔てら
れる。ライザーアセンブリ１５５は、チャック位置合わせボール１６０が圧電チ
ャック１００の後面に配置される様式と同様の様式で、ライザーアセンブリ１５
５の後面に配置された、ライザー位置合わせボール１４５を有する。ライザーア
センブリ１５５はまた、後面に配置された可撓性のライザーカップリング１５０
を有する。ライザーアセンブリ１５５の目的は、次に説明する。
【００３４】 リソグラフプロセスの間、ウエハは、減圧力の適用によって可撓性の圧電チャ
ック１００のウエハ接触表面１５０に付着する。チャック表面突起部１０６間の
領域は、減圧してウエハ接触表面１０５上に配置されたウエハの後部に力を及ぼ
すための領域を提供する。ウエハを可撓性の圧電チャックから取り外すために、
減圧が解除され、ウエハの後部に適用された力が排除される。しかし、たとえ減
圧が解除されても、ウエハはなお、可撓性の圧電チャック１００のウエハ接触表
面１０５から持ち上げられたままでなければならない。このことを達成するため
に、ライザーアセンブリ１５５が提供され得る。上記のように、ライザーアセン
ブリ１５５は、メインチャックアセンブリ１５６から物理的に離れている。ウエ
ハをウエハ接触表面１０５から離れて持ち上げるために、ライザーアセンブリ１
５５は、ウエハ接触表面１０５から離れて上向きに延び、減圧はライザーアセン
ブリにのみ適用される。ライザーアセンブリ１５５のこの上向きの移動は、ライ
ザーアセンブリ１５５の底面に位置する可撓性のライザーカップリング１５０に
よって制御される。ライザーアセンブリ１５５は、メインチャックアセンブリ１
５６から遠く離れて延びる必要がないことは、当業者に明らかであるべきである
。むしろ、ライザーアセンブリ１５５は、可撓性のチャック１００の表面に配置
されたウエハが容易に把持されることを可能にするように、メインチャックアセ
ンブリ１５６から十分遠くに延びていることのみが必要である。
【００３５】 ライザーアセンブリ１５５がメインチャックアセンブリ１５６から物理的に隔
てられている間、ライザーアセンブリ１５５内の圧電層の底面上に配置された種
々の電気コネクターに対する電気接続行われなければならない。これらの電気接
続を行うために、可撓性の電気コネクター（示さず）は、メインチャックアセン
ブリ１５６とライザーアセンブリ１５５との間に配置される。操作の間、ウエハ
がウエハ接触表面１０５上に配置される場合、ライザーアセンブリは、運動学的
ライザー位置合わせ磁石１４０上に固定される。運動学的ライザー位置合わせ磁
石１４０は、背板１３０から延びている支持メンバー１４１上に配置される。従
って、運動学的ライザー位置合わせ磁石１４０は、ライザー位置合わせボール１
４５のためのシートとして役立つ。あるいは、非磁性のライザー位置合わせシス
テムが、本発明の範囲から逸脱することなく使用され得る。さらに、ライザーア
センブリを用いることの利点が上記で考察されたが、このようなライザーアセン
ブリは、本発明の範囲から逸脱することなく、可撓性の圧電チャックから省かれ
得る。他に記載される場合を除き、図１に示される構造の種々の層、および以下
で考察される他の図において示される構造の種々の層は、本開示を与えられた当
業者に理解される材料から形成される。同様に、他に記載される場合を除き、種
々の層の実際の形成および結合は、本開示を与えられた当業者に理解される様式
で行われ得る。
【００３６】 チャック表面突起部１０６の形成および配置は、ここで議論される。チャック
表面突起部１０６、従って個々のアクチュエーター１１９は、従来のリソグラフ
処理技術を用いて形成され得る。従って、圧電材料の単一の層は、チャック表面
突起部１０６を生じるように処理される。圧電層の厚さは、０．１〜１０ミリメ
ートル、好ましくは０．５ミリメートルと１ミリメートルとの間であり得るが、
本発明の範囲から逸脱することなく、他の厚さも使用され得る。選択された特定
の厚さは、所望の表面プロフィールの程度に関連する。より大きな表面プロフィ
ールは、より厚い圧電層の使用から生じる。０．５ミリメートルと１ミリメート
ルとの間の厚さを有する圧電層を使用することによって、５００ナノメートルよ
りも大きなピーク・トゥ・バレー表面プロフィール性能が生じる。チャック表面
突起部１０６は、本明細書中で図４Ａおよび４Ｂと共に記載されるような個々の
ポイント突起部またはストライプ突起部として形成され得る。図４Ａおよび４Ｂ
は、可撓性の圧電チャック１００の表面についての２つの代替の構造図示する。
図４Ａは、ポイント突起部構造４００を図示し、一方、図４Ｂは、ストライプ突
起部表面構造４５０を図示する。
【００３７】 図４Ａのポイント突起部構造４００においては、圧電チャック１００のチャッ
ク表面突起部１０６は、複数の切断されたピラミッド様構造４０１として形成さ
れている。従って、図４Ａにおいて見られるように、チャック表面突起部は、実
質的に正方形の表面を各々有するポイント突起部のアレイとして並べられる。ポ
イント突起部４０１に加えて、図１の可撓性の圧電チャック１００の周縁上面に
対応する、固い環状突起部領域４０２がある。この環状領域４０２は、操作の間
に適用される減圧を制限するための境界として役立つ。環状領域４０２は、密封
を維持するように、不均一なウエハの周辺領域を適合させるように固定され得る
。あるいは、環状領域４０２は、意図的かつ制御可能な減圧の漏れを生じるよう
に固定され得る。
【００３８】 ポイント突起部構造４００における突起部４０１の大きさおよび密度は、リソ
グラフ処理技術の制限によってのみ制限される。従って、この構造は切断された
ピラミド構造のアレイとして記載されてきたが、チャック表面突起部の種々の構
造、形状および大きさが、本発明の範囲から逸脱することなく形成され得る。例
えば、半径方向に延びる突起部または同心円状の突起部が形成され得る。さらに
、突起部４０１は単一のフォトリソグラフ処理技術の間に単一の圧電層１１０か
ら形成され得るので、ポイント突起部４０１の表面は単一の平面内にある。従っ
て、すべての圧電アクチュエーターの上部を、上記の従来の方法によって表面を
形成した単一の平面内に配置する困難な工程は、本発明において単一の圧電層か
らすべての表面突起部を形成することによって克服される。さらに、隣接する表
面突起部１０６間の距離は、使用されるリソグラフ処理技術の許容範囲によって
のみ制限される。表面突起部１０６を形成するために使用される特定の技術とし
ては、エッチング、スクライビング、または当業者に公知の任意の他のパターン
付け技術が上げられ得る。あるいは、成型技術がポイント突起部４０１を形成す
るために使用され得る。
【００３９】 図４Ｂは、圧電チャック１００の表面のためのストライプ突起部構造４５０を
図示する。図４Ｂのストライプ突起部構造４５０は、表面突起部が、図４Ａの構
造のポイント突起部４０１ではなく、連続的なストライプ突起部４５１であると
いう点で、図４Ａの突起部構造と異なる。ポイント突起部構造４５０と同様に、
ストライプ突起部構造４５０は、図１の可撓性の圧電チャック１００の周縁上面
に対応する固い環状突起部領域４５２を備える。この環状領域４５２は、操作の
間に適用される減圧を制限するための境界として役立つ。図４Ｂのストライプ表
面構造４５０を形成するために使用される技術としては、本開示を与えられた当
業者に明らかなように、図４Ａの構造を形成するために使用される技術と同じ技
術が挙げられ得る。
【００４０】 図４Ａのポイント突起部構造４００は、可撓性の圧電チャック１００のウエハ
接触表面１０５の２つの垂直方向における輪郭付け（ｃｏｎｔｏｕｒｉｎｇ）を
可能にするが、図４Ｂのストライプ突起部構造４５０は、可撓性の圧電チャック
１００のウエハ接触表面の１方向のみにおけるウエハ接触表面１０５の輪郭付け
を可能にする。各構造は、その利点を有する。ポイント突起部構造４００を用い
ると、単一のアクチュエーター１１９を活性化するために必要な電力は、ストラ
イプ突起部構造４５０のストライプアクチュエーターを活性化するために必要な
電力よりもかなり少ない。一方、ストライプ突起部構造４５０は、ポイント突起
部構造４００よりも少ない全アクチュエーターを備える。従って、構造図４Ｂに
おける個々のアクチュエータのための配線および個々のアクチュエータのアドレ
シングは、図４Ａのそれらよりも単純である。多くの場合において、単一の方向
に沿ってウエハの表面を輪郭付けすることのみが必要であり、従って図４Ｂの構
造が適切である。従って、本開示を与えられた当業者に明らかなように、圧電チ
ャック１００の表面突起部１０６は、図４Ａまたは４Ｂの構造に従って作製され
得る。さらに、チャック表面突起部１０６はリソグラフ処理により形成されるの
で、任意のパターンの表面突起部が、本発明の範囲から逸脱することなく作製さ
れ得る。
【００４１】 図２は、本発明に従う第２の圧電チャック２００を図示する。可撓性のチャッ
ク２００は、可撓性のチャック１００と同様の多くのエレメントを備える。従っ
て、同様の番号をつけたエレメントは、再び図２とともに説明はしない。圧電チ
ャック２００は、チャック前面板２１２を備える。チャック前面板２１２はアル
ミニウムから形成され得る。あるいは、本開示を与えられた当業者に明らかなよ
うに、チャック前面板２１２は、チャック突起部１０６を作製するためにパター
ン付けし得る別の材料から形成され得る。前面板２１２は、任意の所望の突起部
配置（例えば、図４Ａおよび４Ｂの配置）で形成され得る。
【００４２】 圧電性チャック２００は、圧電層２１０を含む。この開示を考えれば当業者に
明らかなように、圧電層２１０は、実質的に平らであって、そして、図１の構造
のようにジルコン酸チタン酸鉛から形成され得るか、または、任意の他の圧電性
材料を使用して形成され得る。圧電層２１０の頂上に形成されるのは、接地平面
２１１である。好ましくは、接地平面２１１は、圧電層２１０の表面メッキであ
るが、この接地平面２１１は、圧電性チャック２００内の使用のために接地平面
を形成するのに十分な任意の型の層であり得る。あるいは、チャック前面板２１
２が導体から形成され、そして接地平面として使用される場合、当業者に明らか
なように、接地平面２１１は除去され得る。可撓性のある圧電性チャック２００
は、組み合わされたライザーレジスターおよび支持体構造２４０を備える。この
構造は、図１の構造１００の関連エレメント１４０および１４１の組み合わせで
ある。ライザーレジスターおよび支持体構造２４０は、背面板１３０に不可欠な
拡張子であり得、従って、同じ材料から形成されるかまたは、それは別の材料か
ら形成され得、そして、当業者に明らかな様式で背面板１３０に結合され得る。
例えば、磁気マウンティング配置が所望であれば、ライザーレジスターおよび支
持体構造は、背面板１３０に結合した磁気材料から形成され得る。
【００４３】 図３は、本発明に従って、３番目の圧電性チャック３００を示す。図１のエレ
メントに類似して数えられるエレメントは、同じ材料から形成され、そして図３
の構造に関して再び記載されない。圧電性チャック３００は、アルミニウムから
形成され得るチャック前面板３１２を含む。あるいは、この開示を考えれば当業
者に明らかなように、チャック前面板３１２は、パターン化可能なおよび基板の
支持に適した任意の材料から形成され得る。チャック前面板３１２は、接地平面
３１１の頂上に形成される。図１および２の構造と異なり、図３の構造の圧電層
は、別の圧電性エレメント３１０内に形成されている。個々の圧電性エレメント
３１０は、これらのエレメントを形成するために使用される実質的に平らな圧電
層を介して単に様々にエッチングすることによって形成される。圧電性エレメン
ト３１０の配置は、表面突起部３０６に対応する。従って、圧電性エレメント３
１０は、この開示を考えれば当業者に明らかな構造４Ａまたは構造４Ｂまたは任
意の他の構造のいずれかに従って形成される。圧電性エレメント３１０は、圧電
性接地平面３１１に、チャック表面側で接触する。あるいは、当業者に明らかな
ように、チャック前面板３１２が導体から形成され、そして、接地平面として使
用される場合、接地平面３１１は除去され得る。
【００４４】 上記の圧電性チャックは、表面形態の変化を介して焦点オフセットを行なうた
めに使用され得る。従って、本発明に従って、圧電性チャックは、同時に提出さ
れた、同時係属中の米国出願番号：弁護士訴訟事件一覧表番号１８５７，００７
００００、「Ｍｅｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ
Ｌｉｎｅｗｉｄｔｈ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ｄｕｒｉｎｇ ａ Ｌｉｔ
ｈｏｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓ」に記載されるような方法およびシステム
において使用され得る。さらに、本発明に従って、圧電性チャックは、表面形態
変化を起こすウエハ後部汚染を軽減するために使用され得る。そのような形態変
化は、例えば、プロセシング間のウエハの後部に着く粒子の結果である。そのよ
うな粒子は、ウエハと支持体構造との間に位置する場合、ウエハの表面における
上昇の変化を生成し得る。本発明は、圧電性チャック表面が形態において変化す
るのを可能とし、従って、そのような粒子の存在を補い得る。
【００４５】 本発明のさらなる利点は、図１から４Ｂに関して上記の構造は、表面形態にお
ける変化を示すフィードバックコントロール信号を生成可能であるということで
ある。再び図１に戻ると、それぞれのアクチュエータ１１９は、等価の回路とし
てモデル化され得る。図５Ａは、図１の１１９のようなアクチュエータの等価の
回路５００の代表例を表す。電極層１１６のアクチュエータの個々の電極は、第
１の回路節５１０によって表され、一方、ウエハ接触／接地平面は、第２の回路
節５２０によって表される。並列キャパシタンスは、第１のコンデンサーＣｐ５
３０によって表される。直列共鳴振動数は、第２のコンデンサーＣｓ５６０、第
１の抵抗器Ｒｓ５４０、および第１のインダクターＬｓ５５０によって表される
。並列より低い振動数かつ直列共鳴振動数で、並列キャパシタンスＣｐは、おお
よそパッケージングキャパシタンスに等価である。パッケージングキャパシタン
スは、図５Ｂを参照して記載される。図５Ｂは、図５Ａに示される個々のアクチ
ュエータ１１９に対応する等価な並列キャパシタンスＣｐ５３０の空間図である
。図５Ｂに示されるように、ｄは、２つのキャパシタンスのプレートの距離を示
しており、図１に示される基板支持層１１１およびアクチュエータ１１９の電極
層１１６の個々の電極と類似している。Ａは、コンデンサーの２つのプレート間
の横断面積を示す。当業者に明らかであるように、圧電層１１０における変動は
、ｄにおける対応する変化を生じるが、Ａは、実質的に一定である。
【００４６】 個々のアクチュエータ１１９の共鳴振動数よりも低い振動数で、アクチュエー
タ１１９のパッケージングキャパシタンスは、並列キャパシタンスＣｐにおよそ
等価であり、そしてまた後者は、以下の式：Ｃｐ＝（∈*Ａ）／ｄによって表現
され得る；ここで、∈＝∈0＊∈r；ここで、∈0は、誘電率定数（８．８５×１
０-12Ｆ／ｍ）であり、そして、∈rは、使用される特定の圧電性材料（例えば、
ジルコン酸チタン酸鉛）の誘電率である。Ａおよび∈は、任意のアクチュエータ
の定数であるため、アクチュエータ１１９の並列キャパシタンスは、図５Ｂに示
されるように、距離ｄにおける変化に直接対応する。個々のアクチュエータ１１
９内の距離における変化は、圧電性チャック１００，２００，３００上にマウン
トされたウエハに対する表面の形態変化に対応するため、アクチュエータ１１９
のキャパシタンスにおける変化を検出することは、所望の形態変化が生じるか否
かを検出するために使用され得る。このことは、以下の図６と関係してより十分
に考察される。
【００４７】 図６は、圧電性チャックにおける形態変化をモニターするためのアクチュエー
タキャパシタンスを用いる方法６００を示す。第１の工程６１０では、第１のキ
ャパシタンスは、アクチュエータで検出される。第２の工程６２０においては、
アクチュエータの電圧が、変更される。この変更は、片寄っていない状態（すな
わち、アクチュエータの電圧はない）から片寄った状態への移行であり得る。あ
るいは、この変更は、任意の第１の適用電圧から任意の第２の適用電圧への変更
であり得る。そのような電圧は、電極層１１６における電極を通ってアクチュエ
ータ１１９に適用され、そして、適用された電極とウエハ接触／接地平面１１１
との間で測定される。一旦、その電圧が第２の工程６２０で変更されると、その
アクチュエータの第２のキャパシタンスを検出する第３の工程６３０が実行され
る。最終的に第１および第２のキャパシタンスを比較する工程６４０が、実行さ
れる。第１および第２の検出されたキャパシタンスを比較することによって、圧
電性チャックの表面にマウントされるウエハの所望の形態変化が生じるか否かを
決定し得る。第１および第２の測定されたキャパシタンスの差異が、特定のアク
チュエータ１１９内の圧電層の厚さにおける変化から生じるためにこの決定はな
され得る。そのアクチュエータを横切るキャパシタンスを測定することおよび最
終工程６４０の決定を行なうことは、この開示を考えると当業者に明らかな任意
の従来の技術を使用して実施され得る。例えば、アクチュエータへ流入する変化
およびそこから流出する変化は、キャパシタンス変化を測定するために使用され
得る。
【００４８】 （結論） 本発明の種々の実施形態が上記に記載されるが、それらは、例のみのために示
されるのであって、制限するためではないことが理解されるべきである。例えば
、本発明は、ウエハの点から記載されているが、当業者は、本発明がリソグラフ
ィー処理において使用される任意の型の基板に適用され得ることを認識する。形
態および細部における種々の変化が、添付された特許請求の範囲で定義されるよ
うに、本発明の精神および範囲から逸脱することなく本明細書中で行なわれ得る
ことを、当業者は理解する。従って、本発明の大きさおよび範囲は、上記の例示
的な実施形態のいずれによっても制限されるべきではないが、以下の特許請求の
範囲およびそれらに相当するものに従ってのみ規定されるべきである。
【００４９】 添付の図面は、本明細書中に組み込まれ、そして本明細書の部分を形成し、本
発明を図解し、そして説明と共に本発明の原理を説明するため、ならびに当業者
が本発明を作製および使用できるようにするためにさらに役に立つ。同様の参照
番号は、異なる図の同様のエレメントを指す。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明に従う第１の可撓性のチャックを示す。
【図２】 図２は、本発明に従う第２の可撓性のチャックを示す。
【図３】 図３は、本発明に従う第３の可撓性のチャックを示す。
【図４Ａ】 図４Ａは、本発明に従う可撓性のチャックに使用され得る異なった表面の突起
部構造を示す。
【図４Ｂ】 図４Ｂは、本発明に従う可撓性のチャックに使用され得る異なった表面の突起
部構造を示す。
【図５Ａ】 図５Ａは、本発明に従う可撓性のチャック中のアクチュエーターに対応する等
価な回路を示す。
【図５Ｂ】 図５Ｂは、本発明に従う可撓性のチャック中のアクチュエーターの平行キャパ
シタンスの空間的ダイアグラムである。
【図６】 図６は、本発明に従う可撓性のチャックの形態変化のモニタリングの方法にお
ける工程を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＣ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ， ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，Ｉ Ｎ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 イヴァルディ， ジョージ エス． アメリカ合衆国 コネチカット 06611， トランブル， ハンティントン ターン パイク 2060 Ｆターム(参考） 3C016 DA15 5F031 CA02 CA05 HA01 HA02 HA13 HA32 HA38 MA27 5F046 CC08 CC10 CC11

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リソグラフ処理の間、基板を支持するための可撓性チャック
    であって、以下： 電極層； 該電極層上に配置された圧電層；および 該圧電層上に配置された基板支持層、 を備え、ここで該電極層は、電気的信号を該圧電層に提供し、それによって該圧
    電層は、該電気的信号に応答して変形する、可撓性チャック。
  2. 【請求項２】 接触層は突起部を備え、該突起部の各々は、前記電極層内の
    それぞれの電極に対応する、請求項１に記載の可撓性チャック。
  3. 【請求項３】 前記基板支持層が導電性材料で形成され、該基板支持層は接
    地平面として機能する、請求項２に記載の可撓性チャック。
  4. 【請求項４】 前記圧電層が実質的に平らである、請求項２に記載の可撓性
    チャック。
  5. 【請求項５】 前記接触層の前記突起部が、ポイント突起部およびストライ
    プ突起部の１つを備える、請求項４に記載の可撓性チャック。
  6. 【請求項６】 前記接触層の前記突起部が、前記可撓性チャックの周縁上部
    表面に対応する環状突起部である、請求項４に記載の可撓性チャック。
  7. 【請求項７】 前記圧電層が、前記接触層の前記突起部に対応する突起部を
    備える、請求項２に記載の可撓性チャック。
  8. 【請求項８】 前記接触層の前記突起部が、ポイント突起部およびストライ
    プ突起部の１つを備える、請求項７に記載の可撓性チャック。
  9. 【請求項９】 前記接触層の前記突起部が、前記可撓性チャックの周縁上部
    表面に対応する環状突起部を備える、請求項７に記載の可撓性チャック。
  10. 【請求項１０】 前記電極層内の個々の電極と接続するための送電線および
    信号相互接続ラインをさらに備える、請求項１に記載の可撓性チャック。
  11. 【請求項１１】 前記電気的信号によって生成される電場を制限するために
    、少なくとも１つの接地ガードリングをさらに備える、請求項１に記載の可撓性
    チャック。
  12. 【請求項１２】 マルチプレシングハードウェアの少なくとも１つおよびス
    イッチングハードウェアを組み込んだ相互接続背板をさらに備える、請求項１に
    記載の可撓性チャック。
  13. 【請求項１３】 冷却板をさらに備える、請求項１に記載の可撓性チャック
    。
  14. 【請求項１４】 前記可撓性チャックが、メインチャックアセンブリおよび
    前記基板支持層から基板を上昇させるためのライザーアセンブリの両方を備える
    、請求項１に記載の可撓性チャック。
  15. 【請求項１５】 前記可撓性チャックが真空チャックである、請求項１４に
    記載の可撓性チャック。
  16. 【請求項１６】 リソグラフ処理の間に基板の高さを調節するための可撓性
    チャックであって、以下： 電極層； 該電極層上に配置された実質的に平らな圧電層から形成される複数の別個の圧電
    素子；および 接地平面、 を備える、可撓性チャック。
  17. 【請求項１７】 前記接地平面が導電性チャック前面板を備える、請求項１
    ６に記載の可撓性チャック。
  18. 【請求項１８】 前記導電性前面板が突起部を備える、請求項１７に記載の
    可撓性チャック。
  19. 【請求項１９】 前記導電性前面板の前記突起部が、ポイント突起部および
    ストライプ突起部の１つを備える、請求項１８に記載の可撓性チャック。
  20. 【請求項２０】 前記導電性前面板の前記突起部が、前記可撓性チャックの
    周縁上部表面に対応する環状突起部を含む、請求項１８に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前面板をさらに備える、請求項１６に記載の可撓性チャッ
    ク。
  22. 【請求項２２】 前記前面板が突起部を備える、請求項２１に記載の可撓性
    チャック。
  23. 【請求項２３】 前記前面板の前記突起部が、ポイント突起部およびストラ
    イプ突起部の１つを備える、請求項２２に記載の可撓性チャック。
  24. 【請求項２４】 前記前面板の前記突起部が、前記可撓性チャックの周縁上
    部表面に対応する環状突起部を備える、請求項２２に記載の可撓性チャック。
  25. 【請求項２５】 前記電極層内の電極によって生成される電場を制限するた
    めの少なくとも１つの接地ガードリングをさらに備える、請求項１６に記載の可
    撓性チャック。
  26. 【請求項２６】 マルチプルプレイシングの少なくとも１つおよびスイッチ
    ングハードウェアを組み込んだ相互接続背面板をさらに備える、請求項１６に記
    載の可撓性チャック。
  27. 【請求項２７】 冷却板をさらに備える、請求項１６に記載の可撓性チャッ
    ク。
  28. 【請求項２８】 前記可撓性チャックが、メインチャックアセンブリおよび
    前記基板支持層から基板を上昇させるためのライザーアセンブリの両方を備える
    、請求項１６に記載の可撓性チャック。
  29. 【請求項２９】 前記可撓性チャックが真空チャックである、請求項１６に
    記載の可撓性チャック。
  30. 【請求項３０】 可撓性圧電性チャック内の形態変化をモニタリングするた
    めの方法であって、以下： （ａ）該可撓性圧電性チャック内のアクチュエーターの第１キャパシタンスを感
    知する工程； （ｂ）該アクチュエーターの電圧を変更する工程； （ｃ）該アクチュエーターを超えて第２キャパシタンスを感知する工程；および （ｄ）該第２キャパシタンスに、該第１キャパシタンスを比較する工程、 を包含し、それによって該圧電性チャック内の変化をモニタリングする、方法。
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