JP2008068396A - Ｍｅｍｓデバイスおよびアッセンブリ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＥＭＳデバイスの平坦性を改善する。
【解決手段】ＭＥＭＳデバイスを基板に接着し、ＭＥＭＳデバイスアッセンブリを形成する方法が提供される。この方法は以下のステップを備える。ＭＥＭＳデバイスの厚みプロファイル（１００ａ）および基板の合わせ面の平坦性（１００ｂ）の少なくとも一方を測定するステップ。ＭＥＭＳデバイスの合わせ面および基板の合わせ面の少なくとも一方に接着剤を塗布するステップ（１１０）。接着剤がＭＥＭＳデバイスと基板を接着するように、ＭＥＭＳデバイスおよび基板の合わせ面を接合するステップ（１２０）。２つの合わせ面の一方または両方のそれぞれの位置に塗布される接着剤の量は、ＭＥＭＳデバイスの厚みプロファイルまたは基板の合わせ面の平坦性の局所的なばらつきを補償するように選択される。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）デバイスおよびＭＥＭＳデバイスアッセンブリの製造方法に関する。

ＭＥＭＳデバイスは小型のデバイスであって、一般的に機械的部分と電気回路の組み合わせで構成される。ＭＥＭＳデバイスの構成要素は、たとえば、サブミクロンから数百ミクロンの範囲の大きさを有する。ＭＥＭＳデバイスは典型的には半導体チップ上に形成される。ＭＥＭＳデバイスは、たとえば露光装置を用いて形成される。ＭＥＭＳデバイスのアプリケーションは、たとえばセンサ、アクチュエータ、プロセス制御装置など、多く知られるところである。

あるアプリケーションにおいて、表面の平坦性、たとえばＭＥＭＳデバイスのアクティブサーフェスの平坦性は重要である。たとえばＭＥＭＳデバイスが光学ＭＥＭＳデバイス（光を反射するように構成されたアクティブサーフェスを有する）である場合、アクティブサーフェスの平坦性は光学的特性に影響するであろう。表面の平坦性とは、表面が単一の面にどの程度沿っているかを示す尺度と理解される（したがって、表面の均一性の尺度と考えられる）。ＭＥＭＳデバイスは非常に小さなフィーチャ(feature)を組み入れるため、別のアプリケーションにおいて高レベルの平坦性を有していると考えられるＭＥＭＳデバイスが、状況においてはその表面が平坦ではないと認識されるかもしれない。たとえば、あるＭＥＭＳデバイスの表面は、数ナノメータ（たとえば約１０ナノメータ）、あるいは数マイクロラジアンの最大傾斜（たとえば約０．２マイクロラジアン）の程度の非平坦性を有することが望まれる。これは、たとえばＭＥＭＳデバイスを照射するのに利用される光の波長のほんのわずかの量に相当する。

ＭＥＭＳデバイスの表面の平坦性の局所的なばらつきは、たとえば、ＭＥＭＳデバイスの厚みのばらつきに起因する。ＭＥＭＳデバイスは支持基板に取り付けられて、ＭＥＭＳデバイスアッセンブリを形成するため、ＭＥＭＳデバイスが取り付けられる基板の厚みのばらつきが、前者に加えて、あるいはそれに替えて、ＭＥＭＳデバイスの表面の平坦性のばらつきの原因となりうる。いくつかのアプリケーションにおいて、アライメント調整やキャリブレーション手段によっては、平坦性の誤差を補償することはきわめて困難であり、あるいは不可能かも知れない。

したがって、少なくともある態様において、改善された平坦性を有するアクティブサーフェスを具備したＭＥＭＳデバイスの提供が望まれる。

それゆえ、上述した、あるいはその他の箇所で指摘される問題の少なくともひとつを取り除き、あるいは緩和するシステムや方法が望まれている。

本発明のある態様によれば、ＭＥＭＳデバイスを基板に接着し、ＭＥＭＳデバイスアッセンブリを形成する方法が提供される。この方法は以下のステップを備える。
ＭＥＭＳデバイスの厚みプロファイルおよび基板の合わせ面の平坦性の少なくとも一方を測定するステップ；
ＭＥＭＳデバイスの合わせ面および基板の合わせ面の少なくとも一方に接着剤を塗布するステップ；
接着剤がＭＥＭＳデバイスと基板を接着するように、ＭＥＭＳデバイスおよび基板の合わせ面を接合するステップ。
２つの合わせ面の一方または両方のそれぞれの位置に塗布される接着剤の量は、ＭＥＭＳデバイスの厚みプロファイルまたは基板の合わせ面の平坦性の局所的なばらつきを補償するように選択される。

本発明の別の態様によれば、ＭＥＭＳデバイスを支持する基板が提供される。この基板は、対応するＭＥＭＳデバイスの合わせ面と接着されるよう構成された合わせ面を備える。当該合わせ面は、複数の平面的な表面領域を含む。表面領域は、概して共通の平面に沿っており、各表面領域は少なくとも部分的にリセスによって囲まれる。

本発明のさらなる実施形態や特徴、効果は、本発明のさまざまな実施形態の構成及び作用とともに添付図面を参照して以下に詳細に説明される。

添付の図面は、ここに組み込まれ、本明細書の一部を構成しているが、明細書と共に本発明の一つ以上の実施形態を説明し、さらに、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を利用するのに役立つものである。

本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ一つ以上の実施形態を開示している。開示された実施形態は、単に本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲は、開示された実施形態に限られない。本発明は、この文書に添付された特許請求の範囲によって定義される。

本明細書において「一実施形態」、「実施形態の一実施例」とは、説明した実施形態が特定のフィーチャ、構造、または特徴を含んでいてもよいことを表すが、すべての実施形態がその特定のフィーチャ、構造、または特徴を必ずしも含んでいるわけではない。さらにまた、上記のフレーズは必ずしも同じ実施形態を指すものではない。さらに、特定のフィーチャ、構造、または特徴を一実施形態に関して説明するとき、明示的に説明しようがしまいが、他の実施形態に関してそのような特定のフィーチャ、構造、または特徴を作用させることは、当業者の知識の範囲内であるとして理解すべきである。

ある実施例のＭＥＭＳデバイスは、ミラーアレイである。ミラーアレイは典型的にマトリクス状に配置された反射素子（あるいはミラー）を備え、それぞれが独立に調節可能となっている。たとえば軸に対して傾倒可能（アクチュエータなどの手段によって）であり、照射の反射されたビームにパターンを付加できる。ミラーアレイは「プログラマブルミラーアレイ」、「マイクロミラーアレイ」あるいは「アクティブファセットミラー」などとも呼ばれる。こうしたミラーアレイはさまざまな用途を有し、特に露光装置に利用される。たとえばミラーアレイを露光装置のパターニングデバイスとして使用することが知られている（たとえばパネルディスプレイの製造に用いられる露光装置において）。さらに近年では、露光装置の照射システムにミラーアレイを利用することが提案されている。

以下では、ＭＥＭＳデバイスアッセンブリ（あるいは本発明に係る方法を用いてアッセンブルされたＭＥＭＳデバイス）を利用した露光装置、たとえばミラーアレイについて詳細に説明する。しかしながら、当業者であれば、ミラーアレイを用いた露光装置はあくまでひとつのＭＥＭＳデバイスのアプリケーションに過ぎず、その広範な形態の中で、発明はある特定の用途のためのＭＥＭＳデバイスに限定されるものではない。当業者であれば、本発明に係るＭＥＭＳデバイスあるいは本発明に係る典型的な方法を用いてアッセンブルされたＭＥＭＳデバイスのさまざまな他の用途が理解されよう。

露光装置は、基板上のターゲット部に所望のパターンを加える装置である。露光装置はたとえば、集積回路（ＩＣ）の製造に利用される。こうした状況において、マスクあるいはレチクルと呼ばれるパターニングデバイスが、ＩＣの個別のレイヤに対応する回路パターンを生成するために使用され、このパターンは感光剤（レジスト）の層を有する基板（たとえばシリコンウェハ）上のターゲット部（たとえば、ひとつまたは複数のダイを含む）に投影される。

一般的に、ひとつの基板は順次露光される隣接するターゲット部のネットワークを含んでいる。公知の露光装置は、ステッパおよびスキャナを含む。ステッパにおいて、一回でターゲット部に全体のパターンを露光することにより、各ターゲット部が照射され、スキャナにおいて、パターンをある方向（スキャニング方向）にスキャンすることにより、各ターゲット部が照射される。ここで基板はこの方向に平行あるいは逆平行に同調してスキャンされる。

本明細書では、ＩＣの製造に用いられる露光装置の用途について説明するが、露光装置は集積化された光学システムの製造、磁区メモリや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどのガイダンスあるいはパターン検出にも利用可能である。当業者によれば、こうしたその他のアプリケーションに関する本文中において、用語「ウェハ」あるいは「ダイ」は、より一般的な用語である「基板」、あるいは「ターゲット部」と同義語として使用されることが理解されよう。ここでの基板は、露光の前もしくは後において、たとえばトラック（典型的には基板上にレジストの層を形成し、露光されたレジストを現像するツール）、あるいは測定、検査装置のプロセスに投入される。ここでの開示は可能な限りにおいて、このようなあるいはその他の基板処理ツールに適用できる。さらに、基板はたとえば多層ＩＣを生成するために、複数の処理を受けてもよく、したがってここでの「基板」は複数回処理されたレイヤを含んでもよい。

用語「放射(radiation)」、「ビーム」は、紫外線（たとえば波長３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍ）、極紫外線（たとえば波長５〜２０ｎｍ）、あるいはイオンビームや電子ビームといったパーティクルビームを含むあらゆるタイプの電磁気放射を包含する。

用語「パターニングデバイス」は、たとえば基板のターゲット箇所にパターンを付加する目的で、ビームの断面にパターンを形成するために使用されるデバイスとして広く解釈すべきである。ビームに付加されたパターンは基板上のターゲット部に形成される所望のパターンと完全に一致するとは限らない。一般的に、ビームに付加されるパターンはＩＣなどの、ターゲット部に形成されるデバイスの特定の機能レイヤに対応している。

パターニングデバイスは、透過型あるいは反射型である。ある実施例のパターニングデバイスは、マスクと、ＭＥＭＳデバイス（プログラマブルミラーアレイなど）、およびプログラマブルＬＣＤパネルを含む。マスクは露光技術においてよく知られており、バイナリ、オルタネート位相シフト、および減衰位相シフト、およびさまざまなハイブリッドマスクを含む。ある実施例のプログラマブルアレイは、マトリクス配置された小型ミラーを備え、各ミラーは入射される放射線ビームを異なる方向に反射するように、個別に傾倒可能となっている。その結果、反射されたビームがパターニングされる。パターニングデバイスは、たとえば、本発明の少なくともひとつの実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスアッセンブリ、あるいはあるいは本発明のある実施の形態に係る方法を用いてアッセンブルされたＭＥＭＳデバイスを備える。

支持基板はパターニングデバイスの重さを支えて、パターニングデバイスを支持する。支持基板は、パターニングデバイスの方向性、露光装置のデザイン、その他の条件、すなわち、例として、パターニングデバイスが真空環境で支持されるのか否かなどの条件に応じた形式でパターニングデバイスを支持する。支持は機械的なクランプ、真空あるいはその他のクランプ技術を利用可能であり、たとえば真空条件では静電クランプを用いてもよい。支持構造は、たとえば必要に応じて固定あるいは可動であり、たとえば投影システムに関して、パターニングデバイスを所望の位置に配置可能なフレーム、テーブルであってもよい。「レチクル」、「マスク」は、より一般化された用語「パターニングデバイス」の同義語として使用される。

「投影システム」は、たとえば放射露光が使用されたり、あるいは浸液を使用したり、真空を使用したりといったその他の要素に応じて、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、などのさまざまな投影システムを含む。「レンズ」は、より一般化された用語である「投影システム」と同義語と考えられる。

照射システムは、放射線ビームを方向付け、整形しあるいは制御するために利用される屈折型、反射型、反射屈折型のさまざまな光学素子を含み、これらの素子は以下において、まとめて、あるいは単独で「レンズ」と称される。上述したように、照射システムもまた、実施の形態に係るＭＥＭＳデバイスアッセンブリ、あるいは実施の形態に係る方法を用いてアッセンブルされたＭＥＭＳデバイスを備えてもよい。

露光装置は２つ（デュアルステージ）、あるいはより多くの基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有してもよい。このような「マルチステージ」設備において、追加的なテーブルは並列使用され、あるいはいくつかのテーブルが露光に使用される間に、別のテーブルにおいて準備的なステップが実行される。

露光装置は、投影システムの最終要素と基板との間のスペースを埋めるように、基板がたとえば水などの高い屈折率を有する液体に浸されるタイプであってもよい。浸液は露光装置のその他のスペース、たとえばマスクと投影システムの第１要素の間に加えられてもよい。浸液技術は投影システムの開口数を増加させる技術として知られている。

図１は、本発明の実施の形態に係る露光装置を示す。露光装置は、放射線ビームＢ（ＵＶ放射、ＤＵＶ放射、ＥＵＶ放射あるいはその他の適切な放射）を整えるように構成された照射システム（イルミネータ）ＩＬ、およびパターニングデバイスＭＡ（たとえば静的あるいは動的なパターニングデバイス）を支持するよう構成されたパターニングデバイス支持構造ＭＴ（たとえばパターニングデバイステーブル）を備える。パターニングデバイス支持構造ＭＴは、あるパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするよう構成された第１位置決めデバイスＰＭに接続される。
露光装置はさらに、基板Ｗ（たとえばレジストコードされたウェハやガラスフラットディスプレイパネル基板）を支持するように構成された、基板テーブルＷＴ（たとえばウェハテーブルあるいはガラス基板テーブル）もしくは基板支持材を備える。基板テーブルＷＴあるいは基板支持材は、あるパラメータに従って基板を正確に位置決めするよう構成された第２位置決めデバイスＰＷに接続される。露光装置はさらに、パターニングデバイスＭＡによってパターンが付加された放射線ビームＢを、基板Ｗのターゲット部Ｃ（たとえばひとつまたは複数のダイを含む）上に投影するように構成された投影システムＰＳ（たとえば屈折投影レンズシステム）を備える。

図１に示すように、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射線ビームを受ける。たとえば、放射源がエキシマレーザであるような場合、放射源および露光装置は、別々の構成要素であってもよい。この場合、放射源は露光装置の一部を構成するものとは考えられず、放射線ビームは、たとえば適切な方向決めミラーやビームエキスパンダなどを含むビームデリバリシステムＢＤによって、放射源ＳＯからイルミネータＩＬまでを通過する。別のケースにおいて、たとえば放射源が水銀ランプである場合、放射源は露光装置に統合された部材であってもよい。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬを、ビームデリバリシステムＢＤとともに、必要に応じて放射システムと称する。

イルミネータＩＬは、放射線ビームの角度強度分布を調節するよう構成されたアジャスタＡＤを含んでもよい。一般的に少なくとも、イルミネータの瞳面内の強度分布の外側あるいは内側の径方向の（それぞれσアウター、σインナーと称する）が調整されてもよい。さらにイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ、集光レンズＣＯさまざまなその他の構成要素を含んでもよい。イルミネータは放射線ビームを整えてその断面における所望の均一性、強度分布を得るために使用される。

放射線ビームＢは、パターニングデバイス支持構造（たとえばマスクテーブルＭＴ）によって保持されるパターニングデバイス（たとえばマスクＭＡ）に入射され、パターニングデバイスによってパターニングされる。放射線ビームＢは、マスクＭＡを通過した後に、ビームを基板Ｗのターゲット部Ｃにフォーカスさせる投影システムＰＳを通過する。
第２位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（たとえば干渉デバイス、リニアエンコーダ、容量センサ）の補助を受けて、基板テーブルＷＴが正確に移動し、放射線ビームＢの経路内に、ターゲット部Ｃを位置あわせする。同様に、第１位置決めデバイスＰＭおよびその他の位置センサ（図１には図示されない）が、たとえばマスクライブラリからの機械的な復帰語、あるいはスキャンの最中に、放射線ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするために使用される。一般的に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１位置決めデバイスＰＭを構成するロングストロークモジュール（粗い位置決め）およびショートストロークモジュール（密な位置決め）によって実現される。同様に、基板テーブルＷＴあるいは基板支持材の移動は、第２位置決めデバイスＰＷを構成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールによって実現される。

（スキャナに対して、）ステッパの場合、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータのみに接続されてもよいし、あるいは固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を利用してアライメントされる。図示のごとく、基板アライメントマークは専用のターゲット部を占めている（これらはスクライブレーンアライメントマークとして知られる）。同様にマスクＭＡに対して複数のダイが供される場合、マスクアライメントマークはダイの間に配置される。

説明される露光装置は、少なくとも以下のモードで動作する。

１． ステップモード
ステップモードにおいて、放射線ビームに付加されたパターン全体が一度でターゲット部Ｃに投影される（単一の静的露光）間、マスクテーブルＭＴあるいは「マスク支持材」、および基板テーブルＷＴあるいは「基板支持材」は、実質的に固定される。そして、別のターゲット部Ｃが露光されるように、基板テーブルＷＴあるいは「基板支持材」がＸ方向および／またはＹ方向にシフトされる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一の静的露光で描画されるターゲット部Ｃのサイズを制限する。

２． スキャンモード
スキャンモードにおいて、放射線ビームに付加されたパターンがターゲット部Ｃに投影される（単一の動的露光）間、マスクテーブルＭＴあるいは「マスク支持材」、および基板テーブルＷＴあるいは「基板支持材」は、同調してスキャンされる。マスクテーブルＭＴあるいは「マスク支持材」に対する基板テーブルＷＴあるいは「基板支持材」の速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）およびイメージ反転の特性によって決定される。スキャンモードにおいて、スキャン動作の長さがターゲット部の高さ（スキャン方向の）を決定するところ、露光フィールドの最大サイズは、単一動的露光におけるターゲット部の幅（非スキャン方向の）を制限する。

３． その他のモード
その他のモードにおいて、マスクテーブルＭＴあるいは「マスク支持材」はプログラマブルパターニングデバイスを保持しながら実質的に固定され、基板テーブルＷＴあるいは「基板支持材」は、放射線ビームに付加されたパターンがターゲット部Ｃに投影される間、移動もしくはスキャンされる。このモードでは、一般にパルス放射源が用いられ、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴあるいは「基板支持材」の各移動の後、もしくはスキャン中の連続する放射の間に更新される。この動作モードは上述のプログラマブルミラーアレイのようなプログラマブルパターニングデバイスを利用したマスクレス露光に容易に適用できる。マスクレスシステムの投影システムにマイクロレンズアレイが使用される場合、パターンをパターニングデバイスからマイクロレンズアレイを介して基板に投影するために、ピクセルグリッドイメージングを利用することができる。

上述のモードの組み合わせや変形、あるいは全く異なるモードを用いてもよい。

図２は、ＭＥＭＳデバイスアッセンブリ１を示す。ＭＥＭＳデバイスアッセンブリ１は、支持基板２０上に保持されたＭＥＭＳデバイス１０を備える。ＭＥＭＳデバイス１０は製造中に、支持基板２０に接続されて、ＭＥＭＳデバイスアッセンブリ１を構成する。支持基板２０はたとえば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板で構成される。ＭＥＭＳデバイス１０はたとえばミラーアレイやイメージチップを備えてもよい。ＭＥＭＳデバイス１０および支持基板２０は、たとえば接着剤のような固着媒体（たとえば糊のような液体接着剤）を用いて接着される。

ＭＥＭＳデバイス１０および支持基板２０は、ＭＥＭＳデバイスアッセンブリ１を構成するように接続されており、ＭＥＭＳデバイス１０の第１表面１１がＭＥＭＳデバイスアッセンブリ１の外部の表面に設けられている。第１表面１１は典型的には、少なくとも一つのアクティブフィーチャを備えているため、ＭＥＭＳデバイス１０のアクティブサーフェスと称される。たとえば、光学ＭＥＭＳデバイスアッセンブリの場合、アクティブサーフェス１１は少なくともひとつのアクティブ光学フィーチャ（たとえば反射要素）を備えてもよい。ＭＥＭＳデバイス１０は支持基板２０の対応する表面２２に対して固定するよう配置される第２表面１２を備える。これらの表面は、ＭＥＭＳデバイス１０および支持基板２０の「合わせ面」と称される。合わせ面１２およびＭＥＭＳデバイス１０のアクティブサーフェス１１はＭＥＭＳデバイス１０の反対側に配置される。

上述のようにいくつかのアプリケーションにおいて、きわめて平坦なアクティブサーフェス１１を設けることが重要である。したがって、ある実施例では、ＭＥＭＳデバイスアッセンブリ１は改善された平坦性を有するアクティブサーフェス１１を備えている。表面の平坦性はたとえば、表面上の点が平面からどれくらい逸脱しているかを示す尺度として定義され、あるいは表面の複数の等高線が、単一のレベル面にどれだけ近接しているかを示す尺度として定義される。平面の平坦性は、たとえば表面の代表的な平面からの変位の強度を減少させることにより高まるものと理解される。

たとえば表面の平坦性が表面粗さと同程度のオーダであるとき、表面粗さは表面の平坦性に大きな影響を与えることになる。たとえば、１０ｎｍの平坦性を考えると、表面粗さが平坦性と同程度となるため、大きな影響を与える。

ＭＥＭＳデバイスを表面に接着する場合、平坦性を得るために一般に表面粗さを考慮する必要はない。しかしながら表面粗さは接着作用に影響を与えるため、当業者にはこの効果を考慮する必要があることが理解されよう。

図３は、方法を示すフローチャートである。この方法は、ＭＥＭＳデバイス１０を支持基板２０に接着してＭＥＭＳデバイスアッセンブリ１を構成するために実行される。

ステップ１００ａにおいて、ＭＥＭＳデバイス１０の厚みプロファイルの決定が実行される。ステップ１００ｂにおいて、支持基板２０の合わせ面２２の平坦性の決定が実行される。これに加えて、あるいはこれに替えて、測定ステップ１００ａ、１００ｂの一方のみ（つまり両方ではない）が方法に含まれてもよい。ステップ１１０において、ＭＥＭＳデバイス１０および支持基板２０の合わせ面１２、２２の少なくとも一方に、いくぶんかの接着剤３０が塗布される。ステップ１２０において、ＭＥＭＳデバイスが基板と接着するように、合わせ面１２、２２が接合される。ステップ１３０において、接着剤３０が合わせ面１２、２２を接着する間、圧力が印加される。

異なる箇所に塗布される接着剤３０の量は、アセンブルする際にＭＥＭＳデバイス１０のアクティブサーフェス１１に生ずるいかなる非平坦性を補償するように具体的に選択される。したがって、接着剤３０の量は、合わせ面１２、２２の箇所ごとに変化することになる。合わせ面１２、２２の特定の位置に塗布される接着剤の量を変化させることにより、接着剤３０は、ＭＥＭＳデバイス１０と基板を接着させるのみでなく、ＭＥＭＳデバイス１０の厚みプロファイルおよび／または基板２０の合わせ面２２の平坦性の局所的なばらつきを補償することができる。したがって、本発明の実施の形態によれば、ＭＥＭＳデバイスアッセンブリの製造方法が提供され、いくつかの実施の形態においては、アクティブサーフェスの平坦性を改善することができる。ある実施例では、ＭＥＭＳデバイス１０の厚みのばらつきのみを補償すればよいと仮定できるほどに基板２０の合わせ面２２は十分に平坦な場合もある。しかしながら、別の実施例では支持基板２０およびＭＥＭＳデバイス１０の両方のばらつきを補償することができる。

図２に戻る。図２は基板２０の合わせ面２２に塗布される異なる量の接着剤３０の液滴を示す。しかしながら、説明の明確のために、糊の液滴の量の変化量は実際よりも誇張されている。ＭＥＭＳデバイス１０および基板２０の平坦性および厚みの誤差は図２には現されていない。

ＭＥＭＳデバイス１０の厚みプロファイルおよび／または基板２０の合わせ面２２の平坦性を測定するために好適ないくつかの方法（たとえばキャプチャリングトポグラフィ）が存在する。たとえばＭＥＭＳデバイス１０の厚みプロファイルおよび／または基板２０の合わせ面２２の平坦性を測定するために、オプティカルスキャンが使用できる。ある実施の形態において、これらの測定は３次元ディフレクトロメトリ（deflectrometry、たわみ計）を利用して実行してもよい。たとえば、Trioptics社（Wedel, Germany）は、実質的に産業的に平坦とされる平面の非平坦性を測定するのに好適な３次元たわみ計を製造している。これらの装置は、１０ｎｍより高い精度で基板をスキャニングすることができ、したがっていくつかの実施の形態に好適に利用できる。

接着剤は、たとえば２液混合エポキシを含み、たとえば室温で保存可能であってもよい。たとえば接着剤は、商業的に入手可能なEpoxy Technology社（Billerica, MA, USA）のEpoTek301-2FL、Emerson&Cuming社（Billerica, MA, USA）の24LVおよびW19の組み合わせ、あるいはVantico社（East Lansing, MI, USA）のAraldite DBFおよび硬化剤HY956EN
の組み合わせが好適である。ただしこれらに限定されるものではない。図２の配置において、液滴は基板２０の合わせ面２２上に塗布される。しかしながらある実施の形態において、接着剤３０はこれに加えて、あるいはこれに替えて、ＭＥＭＳデバイス１０の合わせ面１２上に塗布されてもよい。

接着剤はたとえば液体ディスペンサを用いて塗布することができる。ディスペンサは、接着剤を、たとえば１ピコリットル〜１０ナノリットル（たとえば量は１０ピコリットル〜１ナノリットルで変化してもよい）で変化する量の液滴として塗布してもよい。液体ディスペンサは、たとえばインクジェット装置やバブルジェット装置（バブルジェットは登録商標）などのノズル装置を有してもよいし、あるいはマイクロバンプを用いてもよい。たとえば、Dimatrix社（Santa Clara, Ca, USA）やMicrodrop Technologies社（Norderstedt, Germany）はナノリットルからピコリットルの範囲の液滴の塗布に適用可能な、したがって実施の形態に好適に利用可能な液体ディスペンサを製造している。

接着剤３０（たとえば糊）は間隔を空けて連続する液滴として塗布されてもよい。接着剤３０の各液滴の量は、たとえばＭＥＭＳデバイスの厚みプロファイルおよび／または、基板の合わせ面の平坦性の局所的な（たとえば、液滴が塗布される領域）ばらつきを補償するように変えられる。ある実施の形態において、接着剤３０の各液滴の量は均一であり、局所的な領域に塗布される液滴の数を変化させることにより、特定の箇所に塗布される接着剤の量を変化させてもよい（たとえば、個々の液滴の間隔を変えることにより、あるいはいくつかの場所に複数の液滴を塗布することによって）。

ある実施の形態において、基板２０の合わせ面２２は、接着剤を受ける複数の領域２４に分割されてもよく、方法は、ＭＥＭＳデバイス１０の厚みプロファイルおよび／または基板２０の合わせ面２２の平坦性の局所的なばらつきを補償するように、各領域ごとに必要な接着剤３０の量を計算するステップをさらに備えてもよい（領域は既知のエリアと厚みを有しているため）。たとえば、接着剤３０の所定の量の１滴を各領域２４に塗布してもよい。

図２、図４に示すように、ある実施の形態において、基板２０の合わせ面２２は複数の領域２４を含み、各領域は隣接する領域とリセス２５によって分離されている。領域２４は少なくともリセス２５により部分的に囲まれており、または、領域２４はたとえば実質的にリセス２５によって囲まれていてもよい。たとえばリセス２５は各領域２４を取り囲んでもよい。合わせ面の領域２４は、たとえば合わせ面２２の長方形領域であってもよい。合わせ面の領域２４は基板２０の合わせ面２２上に、直交する２方向に広がる列上に設けられてもよい。この実施の形態において、領域２４を分離するリセス２５は、複数の領域２４のエッジに沿って伸びている複数の溝を含んでもよい。リセス２５はたとえば、（図４に示すように）、格子配置された溝として設けられてもよい。たとえば、間隔を空けて並列に配置された第１の複数の溝２５ａは、基板２０の合わせ面２２上に第１の方向に設けられ、間隔を空けて並列に配置された第２の複数の溝２５ｂは、基板２０の合わせ面２２上に、第２の方向（すなわちたとえば第１の方向と直交する）に設けられてもよい。

図４の例において、合わせ面の各領域２４はそれぞれ１．８５ｍｍ×１．７４３ｍｍであり、合わせ面２２は１０×２３個の領域のマトリクスを有している。したがって、図４の基板には２３０個の長方形が示されており、それぞれは接着剤が塗布される領域２４を示している。それぞれは実質的に全体がリセス２５のグリッドに囲まれている。リセスは、たとえば幅約０．２ｍｍであり、たとえば深さ約１００μｍである。基板上にリセスのパターンや合わせ面の領域２４を形成するために、たとえばパウダーブラスト、レーザアブレーション、エッチングをはじめとするさまざまな技術が利用できる。

リセス２５により囲まれた領域２４の効果について図５を参照して説明する。ＭＥＭＳデバイス１０は基板２０の上方に配置され、合わせ面２２の領域２４に塗布されている接着剤３０の液滴と接着される。当業者であれば、基板２０上にＭＥＭＳデバイス１０を位置決めし、あるいはアライメントするために、たとえば適切なＭＥＭＳデバイスホルダおよびアクチュエータ（不図示）などの適切なデバイスを使用可能であることが理解できよう。

ＭＥＭＳデバイス１０および基板２０は、それぞれの合わせ面１２、２２が接着剤３０の液滴によって接着されるまでの間、移動することができる。基板２０を基準とするＭＥＭＳデバイス１０の相対移動は、たとえば２つの合わせ面および接着剤３０の間隙内の空気が逃げるまでの間、持続する。ある実施の形態において、合わせ面１２、２２が接着剤３０の個々の液滴のすべてによって接着されることを保証するためには、たとえば基板２０とＭＥＭＳデバイス１０を確実にアライメントすることが重要となる。

ＭＥＭＳデバイス１０および基板２０が十分に接着されると、キャピラリ効果（毛細管効果）によって合わせ面１２、２２（反対側の接着剤との境界を示している）の間に、接着剤の周囲に形成されるメニスカス３１が生ずる（液体の界面張力によって）。

メニスカスはリセス２５によりターゲット領域のエッジに制約される（リセスには、たとえばメニスカスが領域２４のエッジに強く付着するように、シャープなエッジが設けられてもよい）。たとえば図５の断面図において、メニスカス３１ａ、３１ｂが接着剤３０の各液滴の片側に形成されている。メニスカス３１はリセス２５（領域２４を囲んでいる）のエッジに制約されるため、キャピラリ効果によって、接着剤３０の各液滴がそれぞれ、各領域２４の全体に広がることになる。その結果、接着剤３０が所定の表面領域（すなわち領域２４）を有することが保証されるため、特定の高さを有する接着剤を実現するために（接着剤３０の高さを、ＭＥＭＳデバイス１０のアクティブサーフェス１１の平坦性を改善するように設定できように）、各領域に塗布すべき接着剤３０の量を単純に計算することができる。

図２に戻る。ある実施の形態において、基板２０はさらに導管５０を備えてもよい（図２の基板は導管が見えるように部分的に透明に示されている）。導管は、基板の合わせ面２２上に少なくともひとつの開口５１を有する。導管５０はたとえば、基板の合わせ面２２の中心領域に位置する一つの開口５１を有してもよい。開口５１はたとえば、リセス２５内に位置してもよい。導管はさらに、基板２０の第２表面上に設けられた第２開口５２を有してもよい。導管は、基板の合わせ面２２と反対の面の間に流体の連結を提供するように構成される。

使用する際には、導管５０を介して空気が引き抜かれる。たとえば空気は合わせ面の第１開口５１から引き抜いてもよい。基板２０およびＭＥＭＳデバイス１０を互いに近接させた後に、開口５１から排気することにより、合わせ面１２、２２の間の局所的な圧力が減少する。合わせ面１２、２２の間には、２つの面を接着させる吸引効果（たとえば真空効果、あるいは部分真空効果）が発生する。排気（したがって吸引効果）は、たとえば接着剤３０が硬化するまでの間、２つの表面がアライメントした状態で保持するように維持される。吸引効果はたとえば、より正確にＭＥＭＳデバイス１０を基板２０上にアライメントさせることができる。排気はたとえば第２の排気口５２に真空ポンプを接続することにより実現できる。

基板側の合わせ面２２のリセス２５の内側に開口５１を設けることにより、リセスを、排気のための空気の流れを表面上の各部に分配するために利用することができる。したがって、合わせ面２２上には吸引力が分配するためのひとつの中心の開口５１およびリセス２５のグリッドを設ける必要があるかもしれない。均一に分配された吸引力が基板と圧着するためにＭＥＭＳデバイス１０に印加され、ＭＥＭＳデバイス１０と基板２０のアライメントが維持される。

本説明においては露光装置の用途を特定の装置（たとえば集積回路やフラットパネルディスプレイ）の製造としているが、ここでの露光装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積回路や光集積回路システム、磁区メモリ用ガイダンスおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド、微小電気機械素子（ＭＥＭＳ）、ＬＥＤなどの製造に用いることが可能であり、これらに限られない。また、たとえばフラットパネルディスプレイに関しては、本発明に係る装置は、たとえば薄膜トランジスタ層および／またはカラーフィルター層などのさまざまな層の製造に用いることができる。

ここでは特に光学的なリソグラフィーを本発明に係る実施形態に適用したものを例として説明しているが、本発明はたとえばインプリントリソグラフィーなど文脈が許す限り他にも適用可能であり、光学的なリソグラフィーに限られるものではない。インプリントリソグラフィーでは、パターニング用デバイスのトポグラフィーが基板に生成されるパターンを決める。パターニング用デバイスのトポグラフィーが基板に塗布されているレジスト層に押し付けられ、電磁放射や熱、圧力、あるいはこれらの組み合わせによってレジストが硬化される。レジストが硬化されてから、パターニング用デバイスは、パターンが生成されたレジストから外されて外部に移動される。

［結語］
本発明の種々の実施例を上に記載したが、それらはあくまでも例示であって、それらに限定されるものではない。本発明の精神と範囲に反することなく種々に変更することができるということは、関連技術の当業者には明らかなことである。本発明の範囲と精神は上記で述べた例示に限定されるものではなく、請求項とその均等物によってのみ定義されるものである。

「課題を解決する手段」及び「要約書」の項ではなく「発明の詳細な説明」の項が請求項を解釈するのに使用されるように意図されている。「課題を解決する手段」及び「要約書」の欄は本発明者が考えた本発明の実施例の１つ以上を示すものであるが、すべてを説明するものではない。よって、本発明及び請求項をいかなる形にも限定するものではない。

ＭＥＭＳデバイスアッセンブリを組み込んだ露光装置を示す図である。 ＭＥＭＳデバイスアッセンブリの分解斜視図である。 ＭＥＭＳデバイスを基板に接着する方法を示す図である。 基板の合わせ面の表面図である。 ＭＥＭＳデバイスアッセンブリの一部の断面図である。

符号の説明

Ｂ…放射線ビーム、ＩＬ…イルミネータ、ＭＡ…パターニングデバイス、ＭＴ…パターニングデバイス支持構造ＭＴ、ＰＭ…第１位置決めデバイス、Ｗ…基板、ＷＴ…基板テーブル、ＰＷ…第２位置決めデバイス、Ｃ…ターゲット部、ＰＳ…投影システム、ＳＯ…放射源、ＢＤ…ビームデリバリシステム、ＡＤ…アジャスタ、ＩＮ…インテグレータ、ＣＯ…集光レンズ、１…ＭＥＭＳデバイスアッセンブリ、１０…ＭＥＭＳデバイス、１１…アクティブサーフェス、１２…合わせ面、２０…基板、２２…合わせ面、２４…領域、２５…リセス、３０…接着剤、５０…導管、５１…第１開口、５２…第２開口。

Claims (23)

1. ＭＥＭＳデバイスを基板に接着し、ＭＥＭＳデバイスアッセンブリを形成する方法であって、
   前記ＭＥＭＳデバイスの厚みプロファイルおよび前記基板の合わせ面の平坦性の少なくとも一方を測定するステップと、
   ＭＥＭＳデバイスの合わせ面および前記基板の前記合わせ面の少なくとも一方に接着剤を塗布するステップと、
   前記接着剤が前記ＭＥＭＳデバイスと前記基板を接着するように、前記ＭＥＭＳデバイスおよび前記基板の合わせ面を接合するステップと、
   を備え、
   ２つの合わせ面の一方または両方のそれぞれの位置に塗布される前記接着剤の量は、前記ＭＥＭＳデバイスの厚みプロファイルまたは前記基板の合わせ面の平坦性の局所的なばらつきを補償するように選択されることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   前記ＭＥＭＳデバイス上の前記合わせ面と反対側にアクティブサーフェスを形成するステップをさらに備え、前記接着剤の液滴のサイズは、接着後における前記ＭＥＭＳデバイスの前記アクティブサーフェスの平坦性が改善されるように選択されることを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、
   前記測定するステップは、３次元ディフレクトロメトリ（deflectrometry）を利用して前記ＭＥＭＳデバイスの厚みプロファイルまたは前記基板の合わせ面の平坦性を測定するステップを含むことを特徴とする方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、
   前記塗布するステップは、間隔を空けて連続する液滴として前記接着剤を塗布するステップを含み、
   各液滴の量は、前記ＭＥＭＳデバイスの厚みプロファイルまたは前記基板の合わせ面の平坦性の局所的なばらつきを補償するように選択されることを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載の方法であって、前記基板の合わせ面は複数の領域に分割されており、
   当該方法は、
   前記ＭＥＭＳデバイスの厚みプロファイルまたは前記基板の合わせ面の平坦性の局所的なばらつきを補償するように各領域ごとの前記接着剤の量を計算するステップをさらに備えることを特徴とする方法。
6. 請求項５に記載の方法であって、
   前記塗布するステップは、連続する液滴として前記接着剤を塗布させるステップを含み、
   各液滴の量は前記計算された量にもとづくことを特徴とする方法。
7. 請求項５に記載の方法であって、
   前記基板の前記合わせ面上の隣接する領域の間を、リセスを用いて分離するステップをさらに備えることを特徴とする方法。
8. 請求項５に記載の方法であって、
   各領域をリセスにより取り囲むステップをさらに備えることを特徴とする方法。
9. 請求項１に記載の方法であって、
   前記ＭＥＭＳデバイスおよび前記基板の合わせ面同士の接着を促すために、圧力を印加するステップをさらに備えることを特徴とする方法。
10. 請求項９に記載の方法であって、
    前記圧力を、前記基板の合わせ面に対し、前記ＭＥＭＳデバイスを介して吸い込む方向に印加するステップをさらに備えることを特徴とする方法。
11. 請求項１０に記載の方法であって、
    前記基板に、前記基板の合わせ面側に開口された少なくともひとつの導管を設けるステップと、
    前記導管を介して、前記ＭＥＭＳデバイスが前記基板上に吸い付くように排気するステップと、
    をさらに備えることを特徴とする方法。
12. ＭＥＭＳデバイスを支持する基板であって、
    対応する前記ＭＥＭＳデバイスの合わせ面と接着されるよう構成された合わせ面を備え、当該合わせ面は、平面的な複数の表面領域を含み、
    前記表面領域は、概して共通の平面に沿っており、各表面領域は少なくとも部分的にリセスによって囲まれることを特徴とする基板。
13. 請求項１２に記載の基板であって、
    各表面領域はそれぞれ、隣接する表面領域から前記リセスの対応するひとつによって分離されていることを特徴とする基板。
14. 請求項１２に記載の基板であって、
    前記複数の表面領域は、前記基板の前記表面上に直交する２方向に広がる列上に配置されることを特徴とする基板。
15. 請求項１２に記載の基板であって、
    前記複数の表面領域はそれぞれ長方形であることを特徴とする基板。
16. 請求項１２に記載の基板であって、
    前記基板の前記合わせ面に開口を有する少なくともひとつの導管をさらに備えることを特徴とする基板。
17. 請求項１６に記載の基板であって、
    前記開口は前記リセスのいずれかの内側に設けられることを特徴とする基板。
18. 請求項１６に記載の基板であって、
    前記開口は前記基板の前記合わせ面の中心領域に位置することを特徴とする基板。
19. 請求項１６に記載の基板であって、
    前記導管は、前記基板の第２表面に第２の開口を有することを特徴とする基板。
20. 請求項１２に記載の基板を備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
21. 請求項１に記載の基板を有するＭＥＭＳデバイスを備える露光装置。
22. 請求項１に記載の方法によって製造されたＭＥＭＳデバイスアッセンブリ。
23. 請求項１に記載の方法によって製造されたＭＥＭＳデバイスアッセンブリを備えることを特徴とする露光装置。