JP2023098814A - 平坦化プロセス、装置及び物品の製造方法 - Google Patents

平坦化プロセス、装置及び物品の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板を平坦化する平坦化システムが提供される。【解決手段】平坦化システムは、平坦化ステップの間において、基板を保持する第１基板チャックと、分離ステップの間において、基板を非平坦構成で保持する第２基板チャックと、を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、平坦化プロセスに関し、より詳細には、平坦化チャック及び分離チャックに関する。
平坦化技術は、半導体デバイスを製造するのに有用である。例えば、半導体デバイスを作成するためのプロセスは、不規則な高さ変動（トポグラフィ）を備える層状基板を生成する基板への材料の追加及び基板からの材料の除去の繰り返しを含む。より多くの層が基板に追加されるにつれて、高さ変動は増加する。高さ変動は、層状基板に追加の層を追加する能力に悪影響を及ぼす。これとは別に、半導体基板（例えば、シリコンウエハ）自体は、必ずしも完全に平坦ではなく、初期の高さ変動（トポグラフィ）を含むことがある。この問題に対処する１つの方法は、基板を平坦化することである。種々のリソグラフィパターニング方法は、平面をパターニングすることから利益を得る。ＡｒＦｉレーザベースのリソグラフィにおいて、平坦化は、焦点深度（ＤＯＦ）、限界寸法（ＣＤ）及び限界寸法の均一性を改善する。極端紫外線リソグラフィ（ＥＵＶ）において、平坦化は、フィーチャ配置及びＤＯＦを改善する。ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）において、平坦化は、パターン転写後のフィーチャ充填及びＣＤ制御を改善する。
インクジェットベースアダプティブ平坦化（ＩＡＰ）と称されることもある平坦化技術は、基板とスーパーストレートとの間に重合性材料の可変ドロップパターンを分配することを含み、ドロップパターンは、基板トポグラフィに依存して変化する。スーパーストレートは、重合性材料と接触させられ、その後、材料は、基板上で重合され、スーパーストレートが外される。平坦化技術の改善は、例えば、全ウエハプロセス及び半導体デバイス製造を改善するために望まれている。
平坦化システムが提供される。前記平坦化システムは、平坦化ステップの間に使用される基板を保持する第１基板チャックと、分離ステップの間に使用される前記基板を保持する第２基板チャックと、を含む。前記分離ステップの間において、前記第２基板チャックは、前記基板を非平坦構成で保持する。前記第１基板チャックは、前記第１基板チャックによって保持すべき基板と接触する複数の接触点を含んでいてもよい。前記第１基板チャックは、前記複数の接触点にわたって、５０ｎｍ以下のグローバル平坦度を有していてもよい。前記平坦化ステップの間において、前記第１基板チャックは、前記平坦化ステップの間における裏面接触領域を最小化しながら前記基板の平坦度を維持する。前記第１基板チャックは、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、サファイア又はセラミクス材料からなっていてもよい。
前記第２基板チャックは、コンプライアント材料からなっていてもよい。前記第１基板チャックは、前記平坦化ステップの間において、前記基板をエッジからエッジまで支持するために、前記基板の直径以下の直径を有していてもよい。前記第２基板チャックは、前記基板の直径よりも小さい直径を有していてもよい。前記第２基板チャックは、前記分離ステップの間において、前記基板のエッジでの保持力を最大化してもよい。１つの実施形態において、前記第２基板チャックは、予め定められた数のピン及びランドを含んでいてもよく、前記ピン及び前記ランドのそれぞれは、分離のために予め定められたジオメトリー及び表面積を有する。また、前記第２基板チャックは、前記基板と接触する接触側に、ドーム形状又はシリンドリカル形状を有する。前記第２基板チャックは、前記第１基板チャックよりもフレキシブルであってもよい。前記第２基板チャックは、その中心が最も厚く、その周辺が最も薄い厚さを有していてもよい。前記第２基板チャックは、前記基板と接触する面を有していてもよく、前記面は、前記第２基板チャックの中心から高さが徐々に減少する一連のステップを有する。別の実施形態において、前記第２基板チャックは、その中心から周辺に配置された、凹状中心、第１ランド、凹状リング及び第２ランドを含んでいてもよい。
前記平坦化システムは、前記第１基板チャック及び前記第２基板チャックがそれぞれ平坦化ヘッドと整合するように回転させる回転ステージを更に備えていてもよい。前記回転ステージは、前記第１基板チャック、前記第２基板チャック及びスーパーストレートローディングチャックを平面上で搬送及び回転させる三位置回転ステージを含んでいてもよい。前記第１基板チャック、前記第２基板チャック及び前記スーパーストレートローディングチャックは、前記平面上で三角形に配置されていてもよい。また、前記平坦化システムは、前記第１基板チャック及び前記第２基板チャックを、それぞれ、前記平坦化ヘッドに整合するように直線的に移動させるリニアステージを含んでいてもよい。
方法が提供される。前記方法は、第１基板チャック上に基板を保持することであって、前記第１基板チャックによって保持された前記基板上の材料を平坦化プレートと接触させることと、互いに接触している前記基板及び前記平坦化プレートを前記第１基板チャックから第２基板チャックに移動させることと、前記第２基板チャックによって保持された前記基板上の前記材料から前記平坦化プレートを分離することと、を含む。１つの実施形態において、別の基板は、前記移動させることの間、又は、前記分離することの間において、前記第１基板チャック上に保持される。
物品を製造する方法が提供される。材料は、基板上に与えられる。前記基板は、第１基板チャックによって保持される。前記第１基板チャックによって保持された前記基板上の前記材料は、平坦化プレートに接触させられる。互いに接触している前記基板及び前記平坦化プレートは、前記第１基板チャックから第２基板チャックに移動される。前記平坦化プレートは、前記第２基板チャックによって保持された前記基板上の前記材料から分離され、前記基板は、前記物品を製造するために処理される。
平坦化システムが提供される。前記平坦化システムは、基板を保持する第１基板チャックと、前記基板を保持する第２基板チャックと、前記第１基板チャック及び前記第２基板チャックを移動させるステージと、平坦化プレートを保持する平坦化ヘッドと、前記ステージ及び前記平坦化ヘッドを制御する制御部と、を備える。前記平坦化ヘッドは、前記平坦化プレートを、前記第１基板チャックによって保持された前記基板上の材料と接触させる。前記平坦化ヘッドは、前記ステージによって前記基板及び前記平坦化プレートを前記第１基板チャックから移動させるために、互いに接触している前記基板及び前記平坦化プレートを保持してもよい。そして、前記平坦化ヘッドは、前記第２基板チャックによって保持された前記基板上の前記材料から前記平坦化プレートを分離してもよい。
本開示のこれらや他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び提供される特許請求の範囲と併せて、本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を読むことによって明らかになるであろう。
本発明の特徴及び利点を詳細に理解することができるように、本発明の実施形態のより具体的な説明は、添付図面に示されている実施形態を参照することによって得ることができる。但し、添付図面は、本発明の典型的な実施形態を例示するだけであり、従って、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきではなく、本発明は、他の同等に有効な実施形態を認めることができることに留意されたい。
図１は、平坦化システムを示す図である； 図２Ａは、平坦化プロセスを示す； 図２Ｂは、平坦化プロセスを示す； 図２Ｃは、平坦化プロセスを示す； 図３Ａは、分離基板チャックの可変構成を示す断面図である； 図３Ｂは、分離基板チャックの可変構成を示す断面図である； 図３Ｃは、分離基板チャックの可変構成を示す断面図である； 図３Ｄは、分離基板チャックの可変構成を示す断面図である； 図３Ｅは、分離基板チャックの可変構成を示す断面図である； 図４は、平坦化基板チャック及び分離基板チャックを支持するためのリニアステージを示す； 図５Ａは、平坦化及び分離動作のための平坦化基板チャック及び分離基板チャックの位置を示す； 図５Ｂは、平坦化及び分離動作のための平坦化基板チャック及び分離基板チャックの位置を示す； 図５Ｃは、平坦化及び分離動作のための平坦化基板チャック及び分離基板チャックの位置を示す； 図６は、平坦化基板チャック及び分離基板チャックを支持するためのロータリーステージを示す； 図７Ａは、平坦化及び分離動作のための平坦化基板チャック及び分離基板チャックの位置を示す； 図７Ｂは、平坦化及び分離動作のための平坦化基板チャック及び分離基板チャックの位置を示す； 図７Ｃは、平坦化及び分離動作のための平坦化基板チャック及び分離基板チャックの位置を示す； 図８は、物品を製造する方法のフローチャートである。 図面を通して、同一の参照符号及び文字は、特に明記しない限り、図示された実施形態の同様な特徴、要素、構成要素又は部分を示すために使用される。また、主題の開示は、図面を参照して詳細に説明されるが、例示的な実施形態に関連して行われる。添付された特許請求の範囲によって定義される主題の開示の真の範囲及び趣旨から逸脱することなく、説明された例示的な実施形態に対して変更及び修正を行うことができることが意図されている。
平坦化システム
図１は、実施形態を実施することができる平坦化システム１０を示す。システム１０は、基板１２上にレリーフパターンを形成するために使用されてもよい。基板１２は、基板チャック１４に結合されてもよい。図示するように、基板チャック１４は、真空チャックである。但し、基板チャック１４は、これらに限定されないが、真空、ピン型、溝型、静電、電磁などを含む任意のチャックであってもよい。
基板１２及び基板チャック１４は、位置決めステージ１６によって更に支持されてもよい。ステージ１６は、ｘ、ｙ、ｚ、θ及びφ軸のうちの１つ以上に沿った並進運動及び／又は回転運動を提供してもよい。ステージ１６、基板１２及び基板チャック１４は、ベース（不図示）上に位置決めされてもよい。基板１２から離間してテンプレート１８がある。テンプレート１８は、これらに限定されないが、溶融シリカ、石英、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボンポリマー、金属、硬化サファイアなどを含む、そのような材料から形成されてもよい。面２２は、ブランク、即ち、パターンフィーチャがなくてもよく、その場合、平面を基板上に形成することができ、或いは、面２２は、基板１２上に形成すべきパターンの基礎を形成する任意のオリジナルパターンを定義するフィーチャを備えてもよい。代替の実施形態において、面２２が基板１２と同じ面積サイズである場合、基板１２の全体（例えば、基板全体のプロセス）にわたって層が形成される。
テンプレート１８（平面を備える平面部材又は平坦化プレートの形態のスーパーストレート１８）は、テンプレートチャック２８（スーパーストレートチャック２８）に結合されてもよい。テンプレートチャック２８は、これらに限定されないが、真空、ピン型、溝型、静電、電磁及び／又はそのほかの同様なチャックタイプとして構成されてもよい。更に、テンプレートチャック２８は、テンプレートチャック２８、平坦化ヘッド３０及びテンプレート１８が少なくともｚ軸方向に移動可能であるように、ブリッジ２６に移動可能に結合されるヘッド３０に結合されてもよい。
システム１０は、流体分配システム３２を更に備えていてもよい。流体分配システム３２は、基板１２上に成形可能材料３４（例えば、重合性材料）に配置するために使用されてもよい。成形可能材料３４は、ドロップディスペンス、スピンコーティング、ディップコーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜蒸着、厚膜蒸着などの技術を用いて、基板１２上に配置されてもよい。成形可能材料３４は、設計検討に依存して、所望の体積がテンプレート１８と基板１２との間に規定される前及び／又は後に、基板１２上に配置されてもよい。
流体分配システム３２は、成形可能材料３４を分配するために、異なる技術を使用してもよい。成形可能材料３４が噴射可能である場合、成形可能材料を分配するために、インクジェットタイプのディスペンサが使用されてもよい。例えば、サーマルインクジェット、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）ベースのインクジェット、バルブジェット、及び、圧電インクジェットは、噴射可能な液体を分配するための一般的な技術である。
システム１０は、パス４２に沿って化学線エネルギー４０を導く放射線ソース３８を更に備えていてもよい。ヘッド３０及びステージ１６は、テンプレート１８と基板１２とを、パス４２と重ね合わせて位置決めするように構成されていてもよい。カメラ５８は、同様に、パス４２と重ね合わせて位置決めされてもよい。システム１０は、ステージ１６、ヘッド３０、流体分配システム３２、ソース３８及び／又はカメラ５８と通信するプロセッサ５４によって調整されてもよく、メモリ５６に記憶されたコンピュータ可読プログラム上で動作してもよい。
ヘッド３０、ステージ１６、又は、その両方は、テンプレート１８と基板１２との間の距離を、成形可能材料３４によって充填される、それらの間の所望の体積を定義するために、変化させる。例えば、ヘッド３０は、テンプレート１８が成形可能材料３４に接触するように、テンプレート１８に力を与えてもよい。所望の体積が成形可能材料３４で充填された後、ソース３８は、基板１２の面４４及びテンプレート１８の面２２と一致して、成形可能材料３４を固化、及び／又は、架橋させるエネルギー（例えば、紫外線）を生成し、それによって、基板１２上に形成層を定義する。
平坦化プロセス
平坦化プロセスは、平坦化プロセスを実行するように構成されたシステム１０を使用する、図２Ａ乃至図２Ｃに概略的に示されるステップを含む。図２Ａに示されるように、液滴の形態の成形可能材料３４は、基板１２上に分配される。先に説明したように、基板の面は、先のプロセス動作に基づいて既知である、又は、表面形状測定装置、ＡＦＭ、ＳＥＭ、又は、Ｚｙｇｏ ＮｅｗＶｉｅｗ ８２００のような光学干渉効果に基づく光学面プロファイラを用いて測定される、幾つかのトポグラフィを有する。配置された成形可能材料３４のローカル体積密度は、基板のトポグラフィに依存して変化する。そして、スーパーストレート１８は、成形可能材料３４と接触して位置決めされる。ここで使用されるように、テンプレート及びスーパーストレートは、成形可能材料の形状を制御するために、成形可能材料と接触する成形面を備えた物体を説明するために交換可能に使用される。ここで使用されるように、テンプレートチャック及びスーパーストレートチャックは、テンプレート又はスーパーストレートを保持するために交換可能に使用される。
図２Ｂは、スーパーストレート１８が成形可能材料３４と完全に接触した後であるが、重合プロセスが開始する前のポスト接触ステップを示す。スーパーストレート１８は、図１におけるテンプレート１８と同等であり、実質的に、フィーチャレス（アライメントフィーチャ又は識別フィーチャを含んでいてもよい）であり、実質的に、基板と同じサイズ及び形状であってもよい（スーパーストレートの平均直径などの特性寸法は、基板の特性寸法の少なくとも３％以内であってもよい）。スーパーストレート１８が成形可能材料３４に接触するにつれて、液滴が結合し、スーパーストレート１８と基板１２との間の空間を充填する成形可能材料フィルム３４’を形成する。好ましくは、充填プロセスは、未充填欠陥を最小化するために、空気又は気泡がスーパーストレート１８と基板１２との間に閉じ込められることなく、均一な様式で行われる。成形可能材料３４の重合プロセス又は硬化は、化学線（例えば、ＵＶ放射）で開始されてもよい。例えば、図１の放射線ソース３８は、成形可能材料フィルム３４’を硬化させ、固化させ、及び／又は、架橋させる化学線を提供し、それによって、基板１２上に硬化した平坦化層を定義する。また、成形可能材料フィルム３４’の硬化は、熱、圧力、化学反応、他の種類の放射線、又は、これらの任意の組み合わせを用いることによって開始されてもよい。硬化した平坦化層３４’’が形成されると、スーパーストレート１８は、そこから分離される。図２Ｃは、スーパーストレート１８の分離後の基板１２上の硬化した平坦化層３４’’を示す。
基板チャック
図１に示すようなシステム（平坦化装置）は、基板（例えば、ウエハ）１２を保持するための基板チャック１４（ウエハチャック）を含む。共通の基板チャック１４が、平坦化プロセスにおける平坦化及び分離の両方に以前から使用されてきた。例えば、図２Ａから図２Ｃに示すように、平坦化プロセス及び分離プロセスの両方の間において、同一の基板チャック１４が使用される。平坦化の間において、所望のレベルの均一性を達成するためには、剛性のある平坦な基板チャックが必要である。但し、基板のこのようなジオメトリー及び制約は、基板１２上の平坦化層３４’’からのスーパーストレート１８の分離に使用することができる技術を制限する。平坦化及び分離の両方に使用される共通のチャックを有することは、２つのステップのために占有されなければならないため、スループットに対するボトルネックでもある。平坦化及び分離の両方のための共通のチャックを使用するために生じる問題を解決するために、平坦化及び分離のそれぞれで２つの異なるチャックを使用することが提案される。これらのチャックは、共通のプラットフォーム又は別個の運動プラットフォーム上に配置することができ、それぞれは、個々の目的に適合した異なる特徴を備えるように設計することができる。その結果、平坦化ステップ、分離ステップ及び基板ハンドリングステップを並行して実行することができるため、スループット及び品質が改善される。ここで使用されるように、基板及びウエハは、成形可能材料がスーパーストレート及び／又はテンプレートによって成形されるワークピースを説明するために交換可能に使用される。基板は、半導体、金属、誘電体又は複合材料であってもよい。基板は、水晶又はガラスなどであってもよい。
平坦化のために、裏面接触領域を最小化しながら平坦な基板を維持するために十分な支持を提供するために、基板チャック、例えば、ピン型チャックが必要である。例えば、裏面接触は、好ましくは、０．５％から５％の間で制御される。グローバル平坦度は、好ましくは、約５０ｎｍに制御される。チャックを形成するための材料は、好ましくは、耐久性のある平坦な基板面を作成するのに十分に硬くて強い。例えば、平坦化チャックを形成するために、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、サファイア及び他のセラミクスのような材料が使用されてもよい。硬度は、ロックウェルＣ６０又はビッカーズ硬度７４６よりも大きくなるように制御されてもよい。基板のエッジからエッジまでの完全な支持が必要である。平坦化基板チャックは、直径３００ｍｍの基板の場合、約２９５ｍｍから約２９８ｎｍの直径を備える外側ランドを含んでいてもよい。
基板からスーパーストレートを分離するために、クラックの開始を促進するために、基板のエッジでの保持力が必要となる。分離基板チャックのジオメトリーは、スーパーストレートからの基板の剥離を促進するように構成されていてもよい。分離のための分離基板チャックは、平坦である必要はない。反対に、それは、コンプライアントであってもよいし、又は、非平坦構成又は湾曲構成で、サンドイッチの基板を保持するように構成されたフィーチャを有していてもよい。即ち、分離の間において、分離基板チャックによって保持された基板は、分離基板チャックのコンプライアントフィーチャに起因して、曲げられたり、又は、湾曲したりしてもよい。分離基板チャックは、サンドイッチ、及び／又は、サンドイッチの基板を意図的に曲げることができる、又は、分離のために、スーパーストレートのサンドイッチ及び基板の湾曲を増加させる。分離基板チャックは、基板又はサンドイッチを完全に支持する必要はない。代わりに、基板又はサンドイッチは、チャックから片持ちされてもよいし、チャックは、スーパーストレートから基板を分離するために、別個のアクチュエータとして機能してもよい。分離基板チャックのピン及びランドのジオメトリー及び表面積は、分離メカニズムを最適化するために、均一性及び密度を変化させるように設計されてもよい。図３Ａから図３Ｅは、分離のために使用することができるチャックの種々の例示的なジオメトリーを示す。
図３Ａは、ドーム状又は部分的なシリンドリカル状の接触サイド３００Ｃを備えた分離基板チャック３００を示す。平坦化の後、基板（ウエハ）３０３及びスーパーストレート３０２（及び、図２Ｃに示すような層３４’’などの平坦化層３０５）のサンドイッチ３０１は、平坦化ヘッド（ＰＨ）チャック（図示しないが、ヘッド３０と同様）が分離基板チャック３００に適合し、基板３０３上の平坦化層３４’’からスーパーストレート３０２を分離するための圧力を加えることを可能にする。ドーム状の接触サイド３００Ｃは、半径方向に対称である曲率半径を有していてもよい。シリンドリカル状の接触サイド３００Ｃは、１つの軸に沿った曲率半径を有し、第１軸に直交する第２軸に沿った曲率は実質的にない。図３Ｂは、基板３１３、平坦化層３１５及びスーパーストレート３１２のサンドイッチ３１１の直径よりも小さい直径を備えた分離基板チャック３１０の断面を示す。サンドイッチ３１１は、突出エッジ部分３１１ｅを有し、アクチュエータ３１４は、基板３１３上の平坦化層３１５及びスーパーストレート３１２の分離を作動させるために、突出エッジ部分３１１ｅの下に位置決めされる。図３Ｃにおいて、分離基板チャック３２０は、平坦化ヘッドチャック（不図示）と連携して機能するように、コンプライアント又はフレキシブル材料からなる。即ち、分離の間において、フレキシブル基板チャック３２０は、基板３２４上の平坦化層３２５からスーパーストレート３２２を保持及び除去するために、フレキシブルスーパーストレートチャック（テンプレートチャック２８と同等）と共形である。図３Ｃに示すような実施形態において、スーパーストレート３２２、平坦化層３２５及び基板３２３のサンドイッチ３２１の直径は、フレキシブル基板チャック３２０の直径よりも小さくてもよい。図３Ｄは、その接触サイド３３０Ｃにステップ状構造３３４を含む平坦な分離基板チャック３３０を示す。図３Ｄに示すような例において、チャック上のランドのステップ状構造は、基板３３３、平坦化層３３５及びスーパーストレート３３２のサンドイッチ３３１を保持することができる、分離基板チャック３３０の中心からエッジに向かって徐々に減少する厚さを備えた複数のステップを有する。ステップ状構造３３４の重要な態様は、チャックが、一連の同心リング型ランドの形態をとることができる複数のランドを含むことである。リングの半径が増加するにつれて、ランドの上面は減少し、真空が与えられた場合に、サンドイッチが湾曲形状を有することが可能になる。代替の実施形態において、リング型ランドは、真空が与えられた場合に、サンドイッチが湾曲した形状を有することを可能にする、分離基板チャック３３０の中心からの距離の関数としてランドの上面が減少する複数の離散ランドに置換される。分離基板チャック３３０は、図３Ｄにおいて、矢印によって示される真空を与える真空ソースを備えている。図３Ｅにおいて、分離基板チャック３４０は、分離基板チャック３４０の上面図においてドーナツ形状をもたらすために、接触サイド３４０Ｃに、複数のランド３４４を含む。図３Ｅに示すように、分離基板チャック３４０の中心部分は、内側ランド３４４Ｉから凹んでいる。内側ランド３４４Ｉ及び外側ランド３４４Ｏは、内側ランド３４４Ｉ及び外側ランド３４４Ｏの両方から凹んだ周辺リング部分を定義する。実施形態において、外側ランド３４４Ｏは、内側ランド３４４Ｉと比べて、凹んでいる。分離の間において、スーパーストレート３４３、平坦化層３４５及び基板３４２のサンドイッチ３４１のエッジを、分離基板チャック３４０に向かって押すために、真空が与えられる。
平坦化基板チャック及び分離基板チャックは、共通のステージベースによって支持されてもよい。共通のステージベースは、平坦化基板チャック及び分離基板チャックを、共通のステージベース上で直線的に移動させることを可能にするリニアステージ構造を有していてもよい。図４は、平坦化基板チャック４０３及び分離基板チャック４０４をリニアステージ上で搬送及び支持するためのリニアステージベース４００の実施形態を示す。平坦化基板チャック４０３は、平坦化チャックキャリッジ４０１によって支持され、分離基板チャック４０４は、分離チャックキャリッジ４０２によって支持される。平坦化チャックキャリッジ４０３及び分離チャックキャリッジ４０４の両方は、共通のステージベース４００によって支持され、共通のステージベース４００上で直線的に移動可能である。随意のＵＶ光源、例えば、ＵＶ ＬＥＤアレイ４０５は、ステージベース４００の一方の側の上に配置されてもよい。平坦化ヘッド４０６は、ステージベース４００の中心の上方に配置される。平坦化チャックキャリッジ４０１によって搬送される平坦化チャック４０３は、随意のＵＶ ＬＥＤソース４０５に整合された位置と、平坦化ヘッド４０６に整合された位置との間で移動可能である。分離チャックキャリッジ４０２によって搬送される分離チャック４０４は、平坦化ヘッド４０６に整合された中心位置と、ステージベース４００の別の側の位置との間を移動する。平坦化ヘッド４０６は、図１に示すように、スーパーストレートチャック２８と同様なスーパーストレートチャックを含んでいてもよい。
図５Ａから図５Ｃは、平坦化基板チャック５１１及び分離基板チャック５１２を支持するための三位置リニアステージ５００を示す上面図である。平坦化チャックローディングゾーン５０１と、分離チャックローディングゾーン５０３と、平坦化チャックローディングゾーン５０１と分離チャックローディングゾーン５０３との間のスーパーストレートチャックローディングゾーン５０２とを含む、３つのゾーンは、リニアステージ５００上の長手方向に沿って定義される。図４に示すような実施形態と同様に、随意のＵＶ ＬＥＤソースは、平坦化チャックローディングゾーン５０１の上部に設置されてもよい。基板１２は、平坦化チャックローディングゾーン５０１において、平坦化チャック上にロードされてもよい。図５Ａに示すように、平坦化基板チャック５１１は、平坦化チャックローディングゾーン５０１にロードされる。平坦化ヘッド５１３（図１に示すようなヘッド３０と同等）は、スーパーストレートチャックローディングゾーン５０２の上方に設けられ、スーパーストレートチャック（図１に示すようなテンプレートチャック２８と同等）は、スーパーストレートローディングゾーン５０２において、図１に示すような同様の様式でスーパーストレート１８をロードしてもよい。分離基板チャック５１２は、平坦化ヘッドＰＨによって、サンドイッチ（ウエハ、平坦化層及びスーパーストレート）をロードし、平坦化基板チャック５１１が平坦化ヘッドの下方にある間に、平坦化基板チャック５１１からサンドイッチを外し、分離基板チャック５１２が平坦化ヘッドＰＨの下方にあるまで、サンドイッチを保持し、分離基板チャック５１２上にサンドイッチをロードする。ＵＶ放射は、平坦化チャックローディングゾーン５０１に配置された平坦化基板チャック５１１によって搬送された基板に与えられてもよい。また、ＵＶ放射ソースは、基板にＵＶ露光を与えるために、平坦化ヘッドに設置してもよい。平坦化を実行するために、スーパーストレートは、スーパーストレートチャック上にロードされる。分配された成形可能材料を備えた基板は、平坦化チャックローディングゾーン５０１において、平坦化基板チャック５１１上にロードされる。平坦化基板チャック５１１は、流体を広げることを開始するために、平坦化ヘッドＰＨの下方に移動される。そして、スーパーストレートは、流体を広げることを完了させるために、平坦化ヘッドからリリースされ、図５Ｂに示すように、成形可能材料フィルムは、スーパーストレートローディングゾーン５０２において、平坦化ヘッド（ＰＨ）の下方で硬化される。成形可能材料は、平坦化チャックローディングゾーン５０１に移動しながらＵＶ放射に露光されてもよい。平坦化プロセスの後、サンドイッチ（基板、平坦化層及びスーパーストレート）は、平坦化ヘッドに取り付けられているスーパーストレートチャックとともに、平坦化基板チャック５１１から切り離される。平坦化基板チャック５１１は、スーパーストレートローディングゾーン５０２から離れるように移動され、図５Ｃに示すように、分離基板チャック５１２は、基板を保持し、基板上の平坦化層からスーパーストレートを分離するために、スーパーストレートローディングゾーン５０２に移動する。分離が完了すると、分離基板チャック５１２は、分離チャックアンローディングゾーン５０３に移動し、ここで、平坦化層を備えた基板は、リニアステージからアンロードされてもよい。
リニアステージ構造に加えて、共通のステージは、平坦化基板チャック及び分離基板チャックが共通のステージベース上で回転することを可能にする回転ステージ構造を有していてもよい。図６は、平坦化基板チャック６０１、分離基板チャック６０２及びスーパーストレートチャックローディングステーション６０３を、その周辺に沿った３つのゾーンにおいて支持するために搬送及び回転するための回転トラック又は回転ディッシュ６０４を含むステージベース６００の実施形態を示す。スーパーストレートチャックローディングステーション６０３は、平坦化ヘッド６０５に取り付けられている、スーパーストレート上の基板ハンドリングロボットによるスーパーストレート１８のローディングを最適化するステーションであってもよい。スーパーストレートチャックローディングステーション６０３は、基板ハンドリングロボットがスーパーストレートチャックにアクセスできるようにするためのエキストラスペースを含んでいてもよい。スーパーストレートチャックローディングステーション６０３は、スーパーストレート１８が基板ハンドリングロボットによってロードされるリフトピンを有するスーパーストレートローディングチャックを含んでいてもよく、スーパーストレートチャックローディングステーション６０３のリフトピンは、平坦化ヘッド６０５に取り付けられているスーパーストレートに向かってスーパーストレート１８を持ち上げてもよい。スーパーストレートチャックローディングステーション６０３がスーパーストレートローディングチャックリフトピンを有する場合、スーパーストレートローディングチャックが平坦化ヘッドの下方にないときに、スーパーストレートは、スーパーストレートローディングチャック上にロードされてもよい。随意のＵＶ光源、例えば、ＵＶ ＬＥＤ６０６は、図６に示すようなゾーンのうちの１つの上に配置されてもよい。平坦化ヘッド６０５は、平坦化基板チャック６０１、分離基板チャック６０２及びスーパーストレートチャックローディングステーション６０３のそれぞれの上に配置されてもよい。平坦化ヘッド６０の中心は、平坦化基板チャック６０１及び分離基板チャック６０２の中心と交差する円の円周上の点、又は、その近傍に配置され、円の中心は、回転トラック６０４の回転軸によって定義される。図６において、回転トラック６０４は、平坦化基板チャック６０１、分離基板チャック６０２及びスーパーストレートチャック６０３を異なるゾーンに移動させるために、時計回りに回転する。
図７Ａから図７Ｃは、平坦化基板チャック７０１及び分離基板チャック７０２を支持するための三位置回転ステージベース７００を示す上面図である。回転ステージベース７００は、回転ディッシュ７０４の周辺に沿った３つのゾーンにおいて、平坦化基板チャック７０１上に基板をロードし、分離基板チャック７０２及びスーパーストレートチャックローディングステーション７０３上にサンドイッチをロードするための回転ディッシュ７０４を含んでいてもよい。回転ディッシュ７０４が回転するにつれて、平坦化基板チャック７０１、分離基板チャック７０２及びスーパーストレートチャックローディングステーション７０３は、１つのゾーンから次のゾーンに移動する。１つの実施形態において、平坦化基板チャック７０１、分離基板チャック７０２及びスーパーストレートチャックローディングステーション７０３が配置される平面上に正三角形が定義される。平坦化基板チャック７０１、分離基板チャック７０２及びスーパーストレートチャックローディングステーション７０３は、三角形の３つのそれぞれの角に配置されてもよい。即ち、平坦化基板チャック７０１、分離基板チャック７０２及びスーパーストレートチャックローディングステーション７０３は、三角形の中心軸の周りに１２０°だけ互いに離間されていてもよい。図７Ａにおいて、実施形態では、平坦化ヘッドは固定され、スーパーストレートチャックローディングステーション７０３（スーパーストレートローディングチャックを含んでいてもよい）は、平坦化ヘッド７０５の下方に移動される。図７Ａに示すような実施形態において、随意のＵＶ光源７０６は、平坦化ヘッドのないゾーンのうちの１つに配置される。図７Ａから図７Ｂは、平坦化基板チャック７０１、分離基板チャック７０２及びスーパーストレートチャックローディングステーション７０３の時計回りの回転を示しているが、回転ディッシュ７０４は、反時計回りに回転してもよく、ＵＶソースは、平坦化ヘッド７０５と同じゾーンに設置してもよいことが理解される。図７Ｂにおいて、平坦化基板チャック７０５は、平坦化基板チャック７０５によって保持された基板上に与えられた成形可能材料を広げて成形可能材料フィルムを形成するために、平坦化ヘッドＰＨの下方で回転される。成形可能材料フィルムの硬化は、平坦化層を形成するために、平坦化ヘッドＰＨに設置された硬化ソースを用いて実行されてもよい。平坦化基板チャック７０１は、平坦化層上で随意のＵＶ露光を実行するために、随意のＵＶソース７０６の下方で回転されてもよい。硬化の後、平坦化基板チャック７０１は、平坦化ヘッドＰＨの下方で回転されてもよい。硬化の後、平坦化ヘッドＰＨは、平坦化基板チャック７０１からサンドイッチを取り外してサンドイッチを保持するために、使用されてもよい。図７Ｃにおいて、分離基板チャック７０２は、平坦化プロセスの間に平坦化層からのスーパーストレートの分離を実行するために、平坦化ヘッドＰＨの下方で回転されてもよい。分離基板チャック７０２が平坦化ヘッドＰＨの下方に移動した後、サンドイッチからスーパーストレートを取り外すために、分離基板チャック７０２と平坦化ヘッドＰＨとが同時に使用される。そして、平坦化された基板は、分離基板チャックから取り外されてもよい。平坦化された基板の取り外しは、分離基板チャックが平坦化ヘッドＰＨから離れるように移動した後に行われてもよい。
図８は、上述したように、平坦化及び分離のための異なる基板チャックを用いて、物品を製造する方法を示す。ステップＳ８０１において、成形可能材料が基板上に与えられる。ステップＳ８０２において、成形可能材料を備える基板が第１基板チャックで保持される。ステップＳ８０１は、ステップＳ８０２において、第１基板チャックが基板を保持する前、又は、第１基板チャックが基板を保持している間に実行されてもよい。ステップＳ８０３において、平坦化が第１基板チャックによって保持された基板上で実行される。ステップＳ８０３の前に、スーパーストレートが平坦化ヘッドに取り付けられているスーパーストレートチャック上にロードされる。また、ステップＳ８０３の前に、第１基板チャックが平坦化ヘッドの下方に位置決めされる。平坦化の間において、第１基板チャックによって保持された基板は、平坦な状態に維持される。ステップＳ８０３の間において、スーパーストレートは、成形可能材料の広がりを開始する、第１基板チャックによって基板上の成形可能材料に接触させられる。ステップＳ８０３の間において、スーパーストレートチャックは、スーパーストレートをリリースして成形可能材料上に載置し、第１基板チャック上にサンドイッチ（基板、成形可能材料、スーパーストレート）を形成してもよい。ステップＳ８０３の間において、成形可能材料が硬化され、これは、成形可能材料が広がった後、サンドイッチが第１基板チャック上にある間に、成形可能材料をＵＶ放射で露光することによって起こる。硬化は、実質的に、成形可能材料の広がりを停止させる。硬化の間において、サンドイッチは、第１基板チャック上にあり、平坦化ヘッドの下方にあってもよい。硬化の前に、第１基板チャックは、平坦化ヘッドの下方から硬化ゾーンに移動してもよい。硬化の後、サンドイッチを備える第１基板チャックは、平坦化ヘッドの下方に移動してもよい。そして、平坦化ヘッドは、第１基板チャックからサンドイッチを取り外すために使用されてもよい。次いで、第１基板チャックが平坦化ヘッドから離れるように移動し、第２基板チャックが平坦化ヘッドの下方にあるようにする。ステップＳ８０４において、サンドイッチは、第２基板チャックで保持される。ステップＳ８０４の間において、平坦化ヘッドは、サンドイッチを第２基板チャック上に位置決めするのに使用されてもよい。第２基板チャックは、第１基板チャックとは異なる。ステップＳ８０５において、第２基板チャックによって保持された基板が曲げられる、及び／又は、基板及び／又はサンドイッチの湾曲を引き起こす間において、分離が実行される。ステップＳ８０５の間において、平坦化ヘッドは、チャックと連動して、基板上の硬化した成形可能材料からスーパーストレートを分離するために使用されてもよい。第２基板チャックは、分離の後、平坦化ヘッドから離れ、平坦化された基板が第２基板チャックから取り外されるアンロードステーションに移動する。
種々の態様の更なる修正及び代替の実施形態は、この説明を考慮することで当業者には明らかになるであろう。従って、この説明は、例示のみとして解釈されるべきである。ここに示されて説明された形態は、実施形態の例として解釈されるべきであることを理解されたい。要素及び材料は、ここに例示されて説明されたものの代わりに使用してもよく、部品及びプロセスは、逆にしてもよく、特定の特徴が独立して利用されてもよく、これらは全て、この説明の利点を享受した後に当業者には明らかであろう。

Claims (23)

  1. 平坦化ステップの間において、基板を保持する第１基板チャックと、
    分離ステップの間において、前記基板を非平坦構成で保持する第２基板チャックと、
    を有する、ことを特徴とする平坦化システム。
  2. 前記第１基板チャックは、前記第１基板チャックによって保持すべき基板と接触する複数の接触点を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  3. 前記第１基板チャックは、前記複数の接触点にわたって、５０ｎｍ以下のグローバル平坦度を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の平坦化システム。
  4. 前記第１基板チャックは、前記平坦化ステップの間において、裏面接触領域を最小化しながら基板の平坦度を維持する、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  5. 前記第１基板チャックは、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、サファイア又は他のセラミックス材料からなる、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  6. 前記第２基板チャックは、コンプライアント材料からなる、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  7. 前記第１基板チャックは、平坦化ステップの間において、基板をエッジからエッジまで支持するために、前記基板の直径以下の直径を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  8. 前記第２基板チャックは、基板の直径よりも小さい直径を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  9. 前記第２基板チャックは、前記分離ステップの間において、基板のエッジでの保持力を最大化する、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  10. 前記第２基板チャックは、予め定められた数のピン及びランドを含み、前記ピン及び前記ランドのそれぞれは、分離のために予め定められたジオメトリー及び表面積を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  11. 前記第２基板チャックは、ドーム形状又はシリンドリカル形状を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  12. 前記第２基板チャックは、前記第１基板チャックよりもフレキシブルである、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  13. 前記第２基板チャックは、その中心が最も厚く、その周辺が最も薄い厚さを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  14. 前記第２基板チャックは、基板と接触する面を有し、前記面は、前記第２基板チャックの中心から高さが徐々に減少する一連のステップを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  15. 前記第２基板チャックは、その中心から周辺に配置された、凹状中心、第１ランド、凹状リング及び第２ランドを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  16. 前記第１基板チャック及び前記第２基板チャックを、それぞれ、平坦化ヘッドに整合するように回転させる回転ステージを更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  17. 前記第１基板チャック及び前記第２基板チャックを平面上で搬送及び回転させる三位置回転ステージを更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  18. 前記第１基板チャック、前記第２基板チャック及びスーパーストレートローディングステーションは、前記平面上に三角形に配置される、ことを特徴とする請求項１７に記載の平坦化システム。
  19. 前記第１基板チャック及び前記第２基板チャックを、それぞれ、平坦化ヘッドに整合するように直線的に移動させるリニアステージを更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の平坦化システム。
  20. 第１基板チャック上に基板を保持すること、
    前記第１基板チャックによって保持された前記基板上の材料を平坦化プレートに接触させることと、
    互いに接触している前記基板及び前記平坦化プレートを前記第１基板チャックから第２基板チャックに移動させることと、
    前記第２基板チャックによって保持された前記基板上の前記材料から前記平坦化プレートを分離することと、
    を備える、ことを特徴とする方法。
  21. 前記移動させること又は前記分離することの間において、前記第１基板チャック上に別の基板を保持することを更に備える、ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
  22. 物品を製造する方法であって、
    第１基板チャック上に基板を保持することと、
    前記第１基板チャックによって保持された前記基板上の材料を平坦化プレートに接触させることと、
    互いに接触している前記基板及び前記平坦化プレートを前記第１基板チャックから第２基板チャックに移動させることと、
    前記第２基板チャックによって保持された前記基板上の前記材料から前記平坦化プレートを分離することと、
    前記基板を処理することによって前記物品を製造することと、
    を備える、ことを特徴とする方法。
  23. 基板を保持する第１基板チャックと、
    前記基板を保持する第２基板チャックと、
    前記第１基板チャック及び前記第２基板チャックを移動させるステージと、
    平坦化プレートを保持する平坦化ヘッドと、
    前記ステージ及び前記平坦化ヘッドを制御する制御部と、
    を備え、
    前記平坦化ヘッドは、前記平坦化プレートを、前記第１基板チャックによって保持された前記基板上の材料に接触させ、
    前記平坦化ヘッドは、前記ステージによって、互いに接触している前記基板及び前記平坦化プレートを前記第１基板チャックから前記第２基板チャックに移動させるために、互いに接触している前記基板及び前記平坦化プレートを保持し、
    前記平坦化ヘッドは、前記第２基板チャックによって保持された前記基板上の前記材料から前記平坦化プレートを分離する、ことを特徴とする平坦化システム。
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