JP2016535299A - ウェブベース処理用のマスクレスリソグラフィ - Google Patents

Abstract

本開示は、一般に、ウェブベース基板を処理する方法及び装置に関する。基板がローラ間を進むとき、基板は、伸ばされ、それ故に歪められ得る。基板がローラに到達すると、基板の歪みが固定される。処理パラメータを調整することによって、歪んだ基板は、歪みを修正することなく、処理される。【選択図】図４

Description

［０００１］本開示の実施形態は、一般に、ウェブベース（ｗｅｂ−ｂａｓｅｄ）基板を処理する方法及び装置に関する。

［０００２］ウェブベース基板処理において、基板は、ローラ上を移動し、一つ以上の処理位置で処理される。静的処理と反対に、ウェブベース基板は、システムの中を通って連続して移動しながら、処理され得る。そのようなものとして、基板の位置は絶えず変化しており、これは、ウェブベース基板処理において特に注目に値する。ウェブベース基板は、ローラ上を進む。ローラ上にある場合、基板位置は、概して固定されている。しかしながら、ローラ間では、基板は、基板が進んでいる経路に対して垂直方向／横方向に伸ばされ得る又は動かされ得る。言い換えると、基板は、逸れることがあるので、ローラに遭遇したときに、ウェブベース基板の全長についてローラ上の同じ位置にはない。

［０００３］逸れることに加えて、基板は、「ひとかたまりになる」すなわち基板移動方向に対して横方向に圧縮されるように、歪められ得る。歪んだ基板がローラに達すると、ローラと接触している基板部分について歪みが変化しないように、歪みは通常固定される。基板がシステムの中を通って移動しているとき、歪みは基板の長さに沿って変化し得るので、歪んだ基板を処理することは、多くの問題を有し得る。従って、基板が歪んでいない必要があるか、又は歪みを補正するように処理条件を変える必要がある。

［０００４］基板歪みの問題を解決する一つの方法は、自己整合インプリントリソグラフィ（ＳＡＩＬ）を用いることである。ＳＡＩＬは、単に、複数のリソグラフィステップ間のアラインメント問題を、複数のエッチングステップに移転させるだけであり、現在、商業的に実用的でない。ＳＡＩＬ処理は、かなりの金融上の投資並びに非常に厳しいシステムレイアウト及びデザインルールを必要とする。

［０００５］それ故、ＳＡＩＬ以外の仕方でウェブベース基板を処理する方法に対する必要性が、当技術分野において存在する。

［０００６］本開示は、一般に、ウェブベース基板を処理する方法及び装置に関する。基板がローラ間を進むとき、基板は、伸ばされ、それ故、歪められ得る。基板がローラに到達すると、基板の歪みが固定される。処理パラメータを調整することによって、歪んだ基板は、歪みを修正することなく、処理される。

［０００７］一実施形態において、ウェブ基板を処理する方法は、基板が歪んでいることを検知すること、及び検知された歪みに基づいて、歪んだ基板をフォトリソグラフィで処理することを含む。

［０００８］他の実施形態において、ウェブベース処理装置は、チャンバ本体の中に配置されたローラ、アラインメント測定装置、アラインメント測定装置と接続されたＣＰＵ、ＣＰＵと接続された処理装置、及び処理装置とローラの間に配置された像形成器を含み、像形成器は、ローラの形状に合うように、凸状且つ円柱状のフィールド形状を作り出すことができる。

［０００９］本開示の上述の特徴が詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照してなされ得、実施形態の幾つかが、添付の図面に示される。しかしながら、添付の図面は、本開示の代表的な実施形態のみを示しており、従って、開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態を許容しうることに留意されたい。

ローラ上を進んでいるウェブベース基板の概略図である。 歪みを示すウェブベース基板の概略図である。 アラインメントマーカーを有するウェブベース基板の概略図である。 一実施形態による、装置の概略図である。 一実施形態による、像形成器を含む装置の概略図である。

［００１５］理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すのに、同一の参照数字を使用した。一つの実施形態に開示される要素は、明確な詳述がなくても、他の実施形態で有益に利用され得ることが意図される。

［００１６］本開示は、一般に、ウェブベース基板を処理する方法及び装置に関する。基板がローラ間を進むとき、基板は、伸ばされ、それ故に歪められ得る。基板がローラに到達すると、基板の歪みが固定される。処理パラメータを調整することによって、歪んだ基板は、歪みを修正することなく、処理される。

［００１７］本明細書で論じられる実施形態は、カリフォルニア州、サンタクララのアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．，Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，ＣＡ）より入手可能な、Ａｐｐｌｉｅｄ ＳｍａｒｔＷｅｂ（登録商標）装置などの、ウェブベース装置で実施され得る。実施形態は、他の製造業者によって販売される装置を含む、他の装置でも実施され得ることを、理解されたい。

［００１８］本開示の実施形態は、薄いプラスチック基板などの、フレキシブル基板上にフォトリソグラフィのパターンを形成することに関する。プラスチック基板には、作業中に歪むという当然の傾向があり、これは、マスクリソグラフィにおいてパターン層間に大きなオーバーレイ誤差を引き起こす。本解決法の実施形態は、プラスチック基板上でのマスクレスフォトリソグラフィのための解決法を提供する。

［００１９］実施形態は、ローラによって基板を運ぶこと、ローラの前縁部にカメラの焦点を合わせること、及びカメラより下流の場所で１つ以上のＤＭＤライターを基板に向けることを含む。カメラ／基板の間及びＤＭＤライター／基板の間の距離が一定であるように、カメラ及びＤＭＤライターの両方が、ローラ上にある基板部分の方に向けられ、このようにして、基板が焦点を外れて動くことにより引き起こされる問題を除去する。

［００２０］基板上の第一のパターン層のフォトリソグラフィの間に、アラインメントマークが、デバイス間の切り口領域にプリントされる。アラインメントマークは、直角又は横方向に沿った歪みを示すのに使われる。長さ方向に沿ったいかなる歪みも、均一とみなされ得る。平行な線又はマークが、基板が逸れるのを反映するように、長さ方向に沿ってプリントされる。

［００２１］第二のパターン層のフォトリソグラフィの間に、アラインメントマークのサンプリングが、カメラを用いて行われ、基板の歪みが、アラインメントマークのサンプリングされた画像から計算され、計算された歪みを組み込んだＧＤＳ ＩＩファイルが、更新／作成される。ＧＤＳ ＩＩファイルからの情報が、ＤＭＤライターに送られ、第二のパターン層をプリントする。基板の歪みに従ってデジタルマスクを歪めることにより、基板の歪みが、補正され得る。

［００２２］ウェブベース基板の処理の間、歪みがモニタされる。基板上に形成される（個々のデバイスなどの）各生産物に対応する歪みデータが、収集される。歪みの情報は、生産物の品質を示すために用いられ得る。歪みにおける任意のスパイクが、潜在的な歩留まりの警報のためにフラグをつけられてもよい。歪みが作業中に安定状態に達すると、歪みの多点移動平均が、プリント用のＧＤＳ ＩＩ画像を計算するのに用いられ、このようにして、ウェブベース基板全体の精度を改善し得る。

［００２３］基板はプリント中に曲面上にあるので、パターンのピッチは、曲面の中心から前端及び後端に向かって伸び得る。ＧＤＳ ＩＩ画像における伸びを補正するために、数学的計算を用いることができる。あるいは、ピッチの伸びが無視できるような十分に大きな直径のローラが、用いられてもよい。ＤＭＤライター用の従来の光学系は、凹状の像面を有する一方で、基板は、ローラの凸状の表面上に置かれる。像面と基板位置との間の誤差により、ＤＭＤは正確さと鮮明さを失い得る。この問題を解決するために、凸面の像形成器が、ＤＭＤライターとローラの間に配置されてもよい。凸面の像形成器は、メニスカスレンズ、フィールドレンズ又はトリプレットでもよい。凸面の像形成器は、直径の小さいローラの使用を可能にする。

［００２４］図１は、ローラ１０２上を進んでいるウェブベース基板１００の概略図である。ローラ１０２が、矢印１０４によって示されるように回転すると、基板１００が、ローラ１０２上を矢印１０６の方向に進む。ローラ１０２に達するより前に、基板１００は、位置が固定されていないので、上記のように、逸れることがある。ひとたび基板１００がローラ１０２上にあると、基板１００のローラ１０２上の部分は、もはや逸れないので、位置が固定される。基板１００がローラ１０２に達するときに、基板１００に対する歪みが存在する場合、歪みは、位置が固定される。

［００２５］図２Ａ〜図２Ｃは、歪みを示すウェブベース基板１００の概略図である。パターン２０２が、基板１００の中に示される。パターン２０２は、複数の同じ正方形２０４から構成される。図２Ａに示されるように、正方形２０４は、全て同じであるように示されている。しかしながら、図２Ｂにおいて、基板１００が、「Ｘ」方向及び「Ｙ」方向の両方に伸び及び／又は縮んだので、全く同じ正方形２０４は、わずかに歪められている。図２Ｂに明白に示されているように、パターン２０２のエンドライン２０６及びパターン２０２のサイドライン２０８は、図２におけるものと異なる。更に、図２Ｂの幾つかの正方形２０４Ａは、図２Ａと比べて大きく、図２Ｂの幾つかの正方形２０４Ｂは、図２Ａと比べて小さい。図２Ｃにおいて、歪みは、さらにいっそう顕著である。基板１００が、図２Ｂ及び図２Ｃに示されるように、歪められながら、ローラ１０２に到達するとしたら、基板１００は、歪められながら、処理される必要があるであろう。

［００２６］歪んだ基板１００を処理するために、歪みが理解される必要がある。基板１００上にアラインメントマーカー３０４を戦略的に置くことが有利であるということが、発見された。より具体的には、アラインメントマーカー３０４は、基板１００上に形成される生産物３０６と生産物３０６の間の切り口領域３０２において基板１００上に置かれる。図３は、アラインメントマーカー３０４を有するウェブベース基板１００の概略図である。アラインメントマーカー３０４が、基板１００上の生産物３０６と生産物３０６の間の切り口領域３０２に配置される。アラインメントマーカー３０４は、基板１００を横切って横方向に伸びるマーカー３０４Ａ及び基板１００がシステムを通って進む方向に縦に伸びるマーカー３０４Ｂを含む。

［００２７］横マーカー３０４Ａは、「Ｘ」方向の歪みの量を測定するために用いられ、他方、縦マーカー３０４Ｂは、「Ｙ」方向の歪みの量を測定するために用いられる。マーカー３０４は、生産物３０６と生産物３０６の間の切り口領域３０２に基板１００の幅にわたって配置される。切り口領域３０２がローラ１０２上に来ると、マーカー３０４の歪みが測定される。このように、歪みが固定されると、マーカー３０４が測定される。測定された歪みに基づいて、生産物３０６Ｂの歪みが知られて、生産物３０６Ｂを処理するための処理条件を、基板１００の歪みと調和するように、適合させることができる。基板１００の歪みは、各生産物３０６で異なり得るので、生産物３０６Ａの処理条件は、生産物３０６Ｂの処理条件と異なり得るということに、留意されたい。アラインメントマーカー３０４は、ローラに到達する次の生産物についての歪みを確定するために用いられる。

［００２８］図４は、一実施形態による装置４００の概略図である。装置４００は、ローラ１０２を含む。基板１００が、装置４００のチャンバ４０２に入り、ローラ１０２上を進む。チャンバ４０２の中で、カメラなどのアラインメント測定装置４０４が、アラインメントマーカー３０４の位置についてのデータを収集し、ＣＰＵ４０６にデータを供給し、ＣＰＵは、基板１００の歪み、それ故に、次の生産物３０６Ｂを処理するために必要な処理条件、を確定するための計算を実行する。データに基づいて、ＤＭＤライター又はフォトリソグラフィ装置などの処理装置４１０に、生産物３０６Ｂを処理するために必要な情報が与えられる。

［００２９］必要であれば、データは、統計的プロセス制御（ＳＰＣ）モニタリングシステム４０８に送られることができ、このシステムは、処理情報を処理装置４１０に送る前にデータを処理するために用いることができる。ＳＰＣモニタリングシステム４０８は、基板１００について概して安定した歪みの状態の前提に従っているので、歪みの測定値の統計的平均を取り、統計的平均の歪みに基づいて、処理情報を処理装置４１０に送る。言い換えると、ＳＰＣモニタリングシステム４０８が用いられる場合、生産物３０６Ｂを処理するための歪みの補正は、処理されるべき生産物３０６Ｂの直前の切り口領域３０２の測定値にのみ基づくのではなく、基板１００全体についての統計的平均の歪みに基づく。基板１００は、ウェブベース基板１００の長さのために、概して安定した歪みの状態に達するはずであると考えられる。歪みの安定した状態の条件が存在しない場合、統計的に言うと、設備の問題が存在する。ＳＰＣモニタリングシステム４０８は、基板１００の歪みを確定するために、移動平均（ａ ｒｏｌｌｉｎｇ ｏｒ ｔｒａｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ａｖｅｒａｇｅ）を用いることができ、従って、平均の歪みに従って生産物３０６Ｂを処理することができる。あるいは、安定した状態の歪みを達成することができない場合、生産物３０６は、基板１００上の各生産物３０６の直前の切り口領域３０２から収集された情報に基づいて処理されることができる。

［００３０］基板１００はローラ１０２上で処理されるので、基板は処理装置４１０に対して曲げられる。それ故、処理は平面上で起こっていない。そのようなものとして、基板１００が適切に処理されるのを保証するために、焦点面は、凸状である必要がある。大部分のレンズ系は、当然の凹状の焦点面の湾曲を発生させる。代表的なフィールドフラットニングの選択肢には、様々な半径の厚いメニスカスレンズ、フィールドレンズ及びトリプレットグループレンズが含まれる。目的は、処理装置に対して凸状である基板を露出することなので、フィールド補正装置は、凸状の焦点面を有する必要がある。

［００３１］図５は、一実施形態による、像形成器５０２を含む装置の概略図である。像形成器５０２は、フィールドフラットナーレンズに類似しているが、ローラ１０２に合う凸状且つ円柱状のフィールド形状を作り出すために、さらに強力にされている。像形成器５０２の存在により、基板１００は、凸状のローラ上であっても、処理装置４１０によって適切に処理されることができる。

［００３２］全体として、ウェブベース基板を処理する方法は、基板上に形成されている生産物と生産物の間の切り口領域において、複数のアラインメントマーカーを基板上にプリントすることを含み得る。その後、アラインメントマーカーがローラ上に来ると、アラインメントマーカーを読む。アラインメントマーカーを読むことによって収集されたデータが処理され、処理装置は、そのデータを用いて、基板の歪みを補正する。歪みを補正することによって、ウェブベース基板は、適切に処理され得る。

［００３３］上記は本開示の実施形態に向けられているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の及び更なる実施形態を考え出すこともでき、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

1. ウェブ基板を処理する方法であって、
   前記基板が歪んでいることを検知することと、
   前記検知された歪みに基づいて、前記歪んだ基板をフォトリソグラフィ処理することと
   を含む、方法。
2. 前記検知することは、前記基板上の複数のアラインメントマークの位置を検知することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記検知することは、前記基板がローラと接触しているときに、起こる、請求項２に記載の方法。
4. 前記検知されたアラインメントマークに基づいて、前記基板の歪みを計算することを更に含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記計算された歪みに基づいて、前記基板を処理するためのフォトリソグラフィ条件を調整することを更に含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記計算された歪みは、前記基板上に形成された第一の生産物に隣接している前記アラインメントマークの検知に基づく歪みである、請求項５に記載の方法。
7. 前記計算された歪みは、前記基板の長さに沿って配置された複数のアラインメントマークについての平均の歪みである、請求項４に記載の方法。
8. 前記フォトリソグラフィ処理することは、像形成器を用いることを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記複数のアラインメントマークは、横方向に伸びる複数のアラインメントマークを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記複数のアラインメントマークは、縦方向に伸びる複数のアラインメントマークを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記検知することは、前記基板がウェブ処理システムの中で動いているときに、起こる、請求項１０に記載の方法。
12. 計算された歪みは、前記基板上に形成された第一の生産物に隣接しているアラインメントマークの検知に基づく歪みである、請求項１に記載の方法。
13. チャンバ本体の中に配置されたローラと、
    アラインメント測定装置と、
    前記アラインメント測定装置に接続されたＣＰＵと、
    前記ＣＰＵに接続された処理装置と、
    前記処理装置と前記ローラの間に配置された像形成器であって、前記ローラの形状に合うべき凸状且つ円柱状のフィールド形状を生成することができる像形成器と
    を備える、ウェブベース処理装置。
14. 前記アラインメント測定装置は、カメラを含む、請求項１３に記載の装置。
15. 前記処理装置は、フォトリソグラフィ処理装置を含む、請求項１３に記載の装置。
    
    

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