JP7398555B2 - キャリア近接マスクのための方法および装置 - Google Patents

Description

本実施形態は、デバイス構造の基板処理、より具体的には、キャリア近接マスクを用いた基板上の構造の処理に関する。

基板デバイスは小さな寸法を必要とし、そのような小さな寸法でデバイス構造を構築する能力は挑戦的である。グレーティング、光導波路、フィン型電界効果トランジスタ（ｆｉｎＦＥＴ）などの３次元構造の合成には、難しい処理の問題が伴う。１つの課題は、拡張現実（ＡＲ）メガネの生成に関連している。ＡＲメガネは、光を回折するためのグレーティングと光導波路を使用して、ガラスレンズやプラスチックレンズなどのレンズを介してデジタル画像と実際の画像を混合する場合がある。

ＡＲメガネを生成するためのプロセスは、ウエハ上に半導体構造を生成するためのプロセスと似ている。例えば、シリコン基板上の構造を処理する場合、またはガラスまたはプラスチック基板上のグレーティング構造を処理する場合、既存の構造への損傷を回避または最小限に抑えるために、既存の構造がマスクされる。ＡＲメガネに関しては、基板やコーティングが損傷すると、ＡＲシーンの鮮明度が低下したり、歪みが生じたりする可能性がある。

これらおよび他の考慮事項に関して、本開示が提供される。

一実施形態では、キャリア近接マスクは、第１のキャリア本体を含み得、第１のキャリア本体は、１つまたは複数の開口部を有し、１つまたは複数の開口部は、基板の第１の側に構造を形成するための近接マスクとして形成される。第１のキャリア本体は、１つまたは複数の接触領域を有し得、接触領域は、基板の第１の側の１つまたは複数の接触領域と整列し得る。キャリア近接マスクは、１つまたは複数の接触領域を有する第２のキャリア本体を含み得、接触領域は、基板の第２の側の１つまたは複数の接触領域と整列し得る。キャリア近接マスクは、第１のキャリア本体を第２のキャリア本体とクランプするための１つまたは複数のクランプのセットをさらに含み得る。第１のキャリア本体の１つまたは複数の接触領域および第２のキャリア本体の１つまたは複数の接触領域は、第１のキャリア本体と第２のキャリア本体との間に、基板の第１の側の作業領域および基板の第２の側の作業領域を懸吊するために、基板の反対側に接触することができる。

別の実施形態では、キャリア近接マスクを組み立てる方法は、基板を提供し、第１のキャリア本体を提供することを含み得る。第１のキャリア本体は、１つまたは複数の開口部を有し得、１つまたは複数の開口部は、基板の第１の側に構造を形成するための近接マスクとして形成され得る。第１のキャリア本体は、１つまたは複数の接触領域を有し得、接触領域は、基板の第１の側の１つまたは複数の接触領域と整列し得る。この方法は、１つまたは複数の接触領域を有する第２のキャリア本体を提供することをさらに含み得る。接触領域は、基板の第２の側の１つまたは複数の接触領域と整列し得る。

さらなる実施形態では、構造を形成するための方法は、キャリア近接マスクに基板を提供することを含み得る。基板は、キャリア近接マスクの第１のキャリア本体とキャリア近接マスクの第２のキャリア本体との間に、基板の第１の側の作業領域と、基板の第２の側の作業領域を有し得る。基板は、第１のキャリア本体と第２のキャリア本体との間に懸吊することができる。第１のキャリア本体は、１つまたは複数の開口部を有することができ、１つまたは複数の開口部は、基板の第１の側に構造を形成するための近接マスクとして形成され得る。第１のキャリア本体は、１つまたは複数の接触領域を有し得、接触領域は、基板の第１の側の１つまたは複数の接触領域と整列し得る。第２のキャリア本体は、１つまたは複数の接触領域を有し得、接触領域は、基板の第２の側の１つまたは複数の接触領域と整列し得る。第１のキャリア本体の１つまたは複数の接触領域および第２のキャリア本体の１つまたは複数の接触領域は、基板の反対側に接触することができる。

構造を形成するための方法は、処理ツールを用いて、１つまたは複数の開口部を介して基板の第１の側の作業領域を処理して、基板の第１の側に構造を形成することをさらに含み得る。第１のキャリア本体の領域は、基板の第１の側の作業領域の部分をマスクすることができる。

さらなる実施形態では、基板に可変エッチング深さプロファイルを形成するための方法は、キャリアに基板を提供することを含み得る。キャリアは、第２のキャリア本体と結合された第１のキャリア本体を含むことを含み得る。基板は、第１のキャリア本体と第２のキャリア本体との間に結合することができ、第１のキャリア本体は、基板の作業領域を露出させるための１つまたは複数の開口部を有することができる。さらに、エッジを有する１つまたは複数の開口部および処理ツールからのビームは、畳み込みビームを作成するために、第１の開口部のエッジの第１のエッジと畳み込むことができる。畳み込みビームは、第１の開口部によって露出された基板の作業領域をエッチングして、第１のエッジに近接する基板に可変エッチング深さプロファイルを作成することができる。

さらなる実施形態では、キャリア近接マスクは、第１のキャリア本体を含み得る。第１のキャリア本体は、１つまたは複数の開口部を有し得、１つまたは複数の開口部は、近接マスクを形成して、基板の第１の側に可変エッチング深さプロファイルを形成し得る。１つまたは複数の開口部の第１の開口部は、イオンビームと畳み込むためのエッジを有し得る。エッジは、規定された形状、周波数、および電流密度のイオンビームと畳み込むように作成された形状を有して、イオンビームで所望の回折プロファイルを近似することができる。イオンビームの所望の回折プロファイルは、基板の第１の側の可変エッチング深さプロファイルをエッチングすることができる。

キャリア近接マスクはまた、第１のキャリア本体と第２のキャリア本体との間に基板を懸吊するために基板の第２の側で第１のキャリア本体と結合するための第２のキャリア本体と、第１のキャリア本体を第２のキャリア本体とクランプするための１つまたは複数のクランプのセットと、を含み得る。

さらなる実施形態では、構造を形成するための方法は、キャリア近接マスクに基板を提供することを含み得る。基板は、基板の第１の側に作業領域を有し得、基板の第２の側に１つまたは複数の作業領域を有し得る。基板は、キャリア近接マスクの第１のキャリア本体とキャリア近接マスクの第２のキャリア本体との間に懸吊することができ、第１のキャリア本体は開口部を有することができる。各開口部は、基板の第１の側にある作業領域の１つを露出させることができ、各開口部は、第１のエッジを有することができる。

この方法は、処理ツールによって、開口部を横切ってビームを走査し、処理ツールを用いて、１つまたは複数の開口部を介して基板の第１の側の作業領域を処理することをさらに含み得る。処理には、畳み込みビームを作成するために、エッジを処理ツールからのビームと畳み込むことが含まれる場合がある。各畳み込みビームは、基板の作業領域の１つをエッチングして、基板の第１の側のエッジの対応する１つに近接する基板内に可変エッチング深さプロファイルを作成することができる。

本開示の実施形態による、キャリア近接マスクの第１のキャリア本体の実施形態の上面図である。 本開示の実施形態による、図１Ａに示されるキャリア近接マスクの第２のキャリア本体の実施形態の上面図である。 本開示の実施形態による、図１Ｂに示される第２のキャリア本体の代替実施形態の上面図である。 本開示の実施形態による、図１Ｂに示される第２のキャリア本体の代替実施形態の上面図である。 本開示の実施形態による、図１Ａ～図１Ｃに示されるキャリア本体などの第１の（上部）キャリア本体と第２の（下部）キャリア本体との間に取り付けられた基板を含む、キャリア近接マスクの実施形態の側面断面図の一部の図である。 本開示の実施形態による、図２Ａに示されるキャリア近接マスクの実施形態の側面断面図の一部の図である。 本開示の実施形態による、図２Ａに示されるキャリア近接マスクの実施形態の側面断面図の一部の図である。 本開示の実施形態による、キャリア本体と基板との間の接触のための除外領域を備えたキャリア近接マスクの実施形態の側面断面図の一部の図である。 集束光源、回折光学素子、および導波路を備えた拡張現実メガネを含むシステムの実施形態を示す図である。 本開示の実施形態による、可変エッチング深さプロファイルを作成するために、角度の付いたイオンビームが開口部を横切って走査を開始および終了するときに、角度の付いたイオンビームと畳み込むエッジを有する開口部を有するキャリア近接マスクの実施形態の側面断面図の一部の図である。 本開示の実施形態による、可変エッチング深さプロファイルを作成するために、角度の付いたイオンビームが開口部を横切って走査を開始および終了するときに、角度の付いたイオンビームと畳み込むエッジを有する開口部を有するキャリア近接マスクの実施形態の側面断面図の一部の図である。 本開示の実施形態による、可変エッチング深さプロファイルを作成するために、角度の付いたイオンビームが開口部を横切って走査を開始および終了するときに、角度の付いたイオンビームと畳み込むエッジを有する開口部を有するキャリア近接マスクの実施形態の側面断面図の一部の図である。 本開示の実施形態による、可変エッチング深さプロファイルを作成するために、キャリア近接マスクのエッジを有する開口部を介して処理ツールに露出された作業領域を備えたキャリア近接マスクおよびウエハの一部の平面図である。 本開示の実施形態による、可変エッチング深さプロファイルを作成するために、キャリア近接マスクのエッジを有する開口部を介して処理ツールに露出された作業領域を備えたキャリア近接マスクおよびウエハの一部の平面図である。 本開示の実施形態による、基板内の可変エッチング深さプロファイルを有する作業領域でのウエハの側面断面図の一部の図である。 本開示の実施形態による、キャリア近接マスクの開口部のエッジの形状の代替の実施形態の図である。 本開示の実施形態による、所望の可変エッチング深さプロファイル、実際の可変エッチング深さプロファイル、および２つの隣接するキャリア近接マスク開口部の可変エッチング深さプロファイル間のデルタを示すチャートの実施形態の図である。 本開示の実施形態による、ウエハに可変エッチング深さプロファイルを作成するために、キャリア近接マスクの開口部の矩形のエッジと畳み込むエッチングビームプロファイルおよびデューティサイクルを示すチャートの実施形態の図である。 本開示の実施形態による、概略形式で示された処理装置の図である。 図４Ａの処理装置のための抽出装置の正面図である。 本開示の実施形態による、概略形式で示された別の処理装置の図である。 本開示のさらなる実施形態による、例示的なプロセスフローを示す図である。 本開示のさらなる実施形態による、別の例示的なプロセスフローを示す図である。 本開示のさらなる実施形態による、別の例示的なプロセスフローを示す図である。 本開示のさらなる実施形態による、別の例示的なプロセスフローを示す図である。

本実施形態は、いくつかの実施形態が示されている添付の図面を参照して、以下により十分に説明される。本開示の主題は、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。これらの実施形態は、本開示が詳細かつ完全であり、当業者に主題の範囲を十分に伝えるように提供される。図面では、同様の数字は全体を通して同様の要素を指す。

本実施形態は、ガラス、プラスチック、または二酸化ケイ素などの基板上に形成された３次元トランジスタおよび／またはグレーティングを含むデバイスを形成するために基板構造をマスキングするための新規な技術を提供する。いくつかの実施形態では、デバイスは、基板上の材料層に形成され得、酸化ケイ素、窒化ケイ素、ガラス、二酸化チタン、または他の材料などの光学的に透明な材料であり得る。知られているように、グレーティングおよび光導波路などの構造は、様々なタイプの拡張現実ギアを形成するように配置され得、トランジスタは、処理回路および他の論理を含む様々な形態の回路を形成するように配置され得る。

ここで図１Ａ～図１Ｄに目を向けると、本開示の実施形態による、キャリア近接マスク用のキャリア本体１００、１０２、１０４、および１０６が上面図に示されている。キャリア近接マスクは、第１のキャリア本体と第２のキャリア本体との間に基板を結合することができる。キャリア近接マスクは、いくつかの実施形態では、基板の上面側と下面側の両方を処理するための基板の非接触反転を含む、処理ツールによる基板の非接触処理を有利に提供することができる。処理される基板は、通常、ウエハの形態であり、その結果、基板は、しばしばウエハと呼ばれる。

キャリア近接マスクは、様々な異なる材料で、様々な異なる方法で製造または組み立てることができる。キャリア近接マスクの材料の選択は、クランプの方法、キャリア近接マスクを使用するためのプロセスツール、および場合によっては他の関連する要因に依存する。例えば、キャリア近接マスクは、非導電材料、半導体材料、および／または導電材料で製造、構築、または組み立てられる。導電材料または半導体材料を使用すると静電クランプが容易になるが、キャリア近接マスクに非導電材料を使用すると物理的なクランプが必要になる場合がある。

第１のキャリア本体１００および第２のキャリア本体１０２または１０４の厚さは、キャリア近接マスクが、処理中の基板の変形を回避または軽減させるための構造的支持体を提供するかどうかに依存し得る。いくつかの実施形態では、第１のキャリア本体１００および第２のキャリア本体１０２または１０４の厚さは、基板の平面（図１Ａ～図１Ｄに示されるようなＸ－Ｙ平面）に垂直であり、第１のキャリア本体１００および／または第２のキャリア本体１０２または１０４に形成される開口部のエッジの面の所望の高さに依存し得る。さらなる実施形態では、第１のキャリア本体１００および第２のキャリア本体１０２または１０４の厚さは、第１のキャリア本体１００および／または第２のキャリア本体１０２または１０４に形成されるエッジの所望の形状に依存し得る。

第１のキャリア本体１００および第２のキャリア本体１０２または１０４の厚さはまた、第１のキャリア本体１００および第２のキャリア本体１０２または１０４を構築または組み立てるために使用される材料のタイプに依存し得る。例えば、第１のキャリア本体１００および第２のキャリア本体１０２または１０４は、チタン、グラファイト、コーティングされたアルミニウム、セラミック、それらの組み合わせまたは合金、および／またはプロセスのための他の適切な材料から構成され得る。チタン製の第１のキャリア本体１００と第２のキャリア本体１０２または１０４との厚さは、例えば、０.５ミリメートル～２ミリメートルの間であり得る。コーティングされたアルミニウムから作成された第１のキャリア本体１００と第２のキャリア本体１０２または１０４との厚さは、例えば、１ミリメートル～２ミリメートル間であり得る。そして、グラファイトから作成された第１のキャリア本体１００と第２のキャリア本体１０２または１０４との厚さは、例えば、２ミリメートル～５ミリメートルの間であり得る。

多くの実施形態では、キャリア近接ツールは、処理ツールおよび基板と相互接続して、処理ツールがより小さな基板サイズを処理できるようにすることができる。例えば、処理ツールは、３００ミリメートル（ｍｍ）ウエハ、２００ｍｍウエハ、１００ｍｍウエハ、または５０ｍｍウエハなどの特定のサイズのウエハを処理するように設計され得る。ウエハの寸法は、基板の直径を指す。基板の作業領域を３００ｍｍのキャリア近接マスクに懸吊することにより、３００ｍｍの処理ツールは、５０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍのウエハなどの３００ｍｍまでの複数のウエハサイズを処理できる。

さらに、以下の例のいくつかは、エッチングおよび堆積のための処理ツールを含むが、基板を直接取り扱うことを回避するため、または処理中に基板の構造的支持体を提供するために、マスクおよび開口部ならびにキャリアから利益を得る任意の処理ツールは、本明細書の実施形態および特許請求の範囲の説明において処理ツールと見なされる。

図１Ａは、同じく示されるデカルト座標系のＸ－Ｙ平面によって表されるように、第１のキャリア本体１００の上面図を示している。第１のキャリア本体１００は、基板（図示せず）のための上部キャリア本体であって、基板の非クリティカル接触領域で基板の第１の側に接触する上部キャリア本体の実施形態を示している。第１のキャリア本体１００は、基板の第１の側の対応する非クリティカルの接触領域に接触して、基板の第１の側のクリティカル領域または作業領域を懸吊およびマスクするための、非クリティカルの接触領域１２６および１２８を備える。

第１のキャリア本体１００と基板の第１の側との間の接触領域１２６および１２８の数および位置は、基板の組成、基板のサイズ、基板の処理の段階、製品設計、および処理ツールに依存し得る。例えば、基板は、可撓性または非可撓性のガラスウエハ、プラスチックウエハ、シリコンウエハ、または別の基板ウエハを含み得る。２００ｍｍガラスウエハまたは３００ｍｍガラスウエハなどの大きくて可撓性のウエハは、例えば、処理中のウエハの変形に関連する有害な影響を回避または軽減するために、小さいウエハおよび／または非可撓性のウエハよりも多くの構造的支持体を必要とし得る。基板の処理の段階に応じて、ウエハ上に形成された構造および／または層は、追加の構造的支持体を提供し得る。

第１のキャリア本体１００は、基板を支持するための複数のタイプの非クリティカル接触領域１２６および１２８を示している。非クリティカル接触領域は、マスキング、エッチング、平坦化、アニーリングなどに関連する有害な影響に耐え、基板上に形成される結果的に得られる構造への影響が最小限またはわずかであるものであってもよい。

接触領域１２６は、例えば、１つまたは複数のクランプのセットを介して、第２のキャリア本体１０２または１０４と結合する領域を表す。接触領域１２６は、基板がキャリア近接マスクと同じサイズであると仮定して、図１Ａに示されるように、基板の排他的エッジ１２０に存在し得る。基板の排他的エッジ１２０は、キャリア本体１００、１０２、および１０４の外側の周りのリングによって示されている。例えば、キャリア近接マスクが３００ｍｍであり、かつ基板が３００ｍｍウエハの形態である場合、基板の排他的エッジ１２０は、基板の排他的エッジ１２０で、第１のキャリア本体１００と第２のキャリア本体１０２または１０４との間にクランプすることができる。一方、キャリア近接マスクが３００ｍｍであり、かつ基板が１００ｍｍウエハで構成されている場合、１つまたは複数のクランプのセットは、第１のキャリア本体を第２のキャリア本体と結合することができ、接触領域１２８は、図１Ｄに示され、以下で説明するように、基板の排他的エッジ上の基板の第１の側に接触することができる。

接触領域１２８は、基板上の排他的エッジの境界の外側の除外領域などの非クリティカル接触領域を表す。例えば、ガラスウエハは、除外領域によって分離され、処理の最終段階の１つとして除去される排他的エッジによって囲まれた複数のアイピースを含み得る。処理により、除外領域が除去され、ウエハ内の各アイピースが分離される場合がある。図１Ａは、４つの非クリティカル接触領域１２８を示しているが、他の実施形態は、より多いまたはより少ない非クリティカル接触領域１２８を有し得る。

いくつかの実施形態では、キャリア本体１００、１０２、および１０４上の１つもしくは複数のまたはすべての接触領域１２０および１２８は、第１のキャリア本体１００と、第２のキャリア本体１０２または代替の第２のキャリア本体１０４などの第２のキャリア本体との間に基板を懸吊するための、基板に向かう延長部を含み得る。さらなる実施形態では、基板上の対応する接触領域は、基板の第１の側で第１のキャリア本体１００に接触し、基板の第２の側で第２のキャリア本体１０２または１０４に接触するための、金属、フィルム、ソフトマスク、ハードマスクなどの１つまたは複数の層を含む。

第１のキャリア本体１００はまた、基板上の作業領域を処理するための開口部１２４と、基板上の構造をマスクするための、または基板をマスクするためのハードマスク領域１２２とを含む。開口部１２４のパターンは、プロセスに依存し、近接マスクを形成する。第１のキャリア本体１００の開口部１２４は、基板の第１の側の作業領域の処理を可能にし、一方、第１のキャリア本体１００の残りの領域は、ハードマスク１２２として機能して、処理をブロックする。キャリア本体１００および１０２の開口部１２４は、角度の付いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、角度の付いたイオンビーム堆積、角度の付いたイオンビーム注入などの角度の付いたビーム処理に対応するための角度の付いたエッジを含み得る。

いくつかの実施形態では、第１のキャリア本体１００によって提供されるマスキングは、巨視的なマスキングを提供し、例えば、数ミリメートルを超えて分離された構造をマスキングすることができる。微視的マスキングの場合、プロセスツールは、第１のキャリア本体１００の開口部１２４を通してハードマスクを適用し、エッチングするか、さもなければ除去することができる。必要に応じて、プロセスツールは、キャリア近接マスクから基板を取り外した後、および／またはさらなる処理のために異なるキャリアまたは異なるキャリア近接マスクに基板を組み立てる前に、平坦化などの技術を使用することができる。

基板を処理するために実装された各プロセスステップまたはプロセスツールは、１つまたは複数のキャリア近接マスクの使用から有利に利益を得ることができる。キャリア近接マスクは、ハードマスク１２２および開口部１２４を提供して、基板の処理に伴う処理ステップの数およびコストを有利に低減する。例えば、第２のキャリア本体１０４などの開口部のない第２のキャリア本体を含めることにより、物理的気相堆積（ＰＶＤ）および／または化学気相堆積（ＣＶＤ）中にハードマスク１２２を提供することによって基板の第１面を介して形成された構造と同様に、基板の第２の側の構造を有利に保護することができる。したがって、第２のキャリア本体１０４は、ＰＶＤまたはＣＶＤの前にマスクを基板の第２の側に堆積または適用してから除去する必要がないので、処理ステップの数を有利に減らす。キャリア近接マスクの別の利点は、処理のためにガラスを構造的に強化するためにガラスに金属を追加する必要なしに、フレキシブルガラス基板ウエハを処理できることである。

さらに説明するために、第２のキャリア本体１０２に１つまたは複数の開口部１２４を含めることにより、例えば、基板の第２の側の基板上のフィルムの構造のエッチングに伴うステップを有利に減らすことができる。例えば、キャリア近接マスクなしで、レジストを基板の第１の側に適用することができる。レジストは、レジストへの紫外線の印加に基づくパターンで硬化して、エッチング中に保護される基板の部分上にマスクを形成することができる。その後、マスクによって保護されていない基板の部分がエッチングされてトレンチが形成され、基板が化学的機械的平坦化技術で平坦化されてマスクが除去される。

キャリア近接マスクが使用される場合、レジストの適用、紫外線の適用、および平坦化からのステップは、発生する必要がない場合があり、基板の各側での処理ステップの数を有利に減らす。キャリア近接マスクはまた、基板を直接取り扱うことなく、ツール内の基板を反転させるための構造的支持体を有利に提供する。

図１Ｂは、同じく示されるデカルト座標系のＸ－Ｙ平面によって表されるように、上面図における第２のキャリア本体１０２を示す。キャリア近接マスクの開口部と接触領域の特定の位置と数は実装固有であることに注意されたい。キャリア近接マスクの開口部および接触領域の位置および数は、基板の組成、基板のサイズ、基板の処理の段階、製品設計、および処理ツール、ならびにその他の考慮事項に依存する。

第２のキャリア本体１０２は、基板（図示せず）が基板の非クリティカル接触領域で基板の第２の側（または底部）に接触するための下部キャリア本体の実施形態である。第１のキャリア本体１００と同様に、第２のキャリア本体１０２は、基板の第２の側の対応する非クリティカル接触領域に接触して懸吊し、基板の第２の側のクリティカル領域、または作業領域をマスクするための非クリティカル接触領域１２６および１２８を備える。

接触領域１２６は、例えば、１つまたは複数のクランプのセットを介して、第２のキャリア本体１０２または１０４と結合する領域を表す。接触領域１２６は、基板がキャリア近接マスクと同じサイズであると仮定して、図１Ｂに示されるように、基板の排他的エッジ１２０に存在し得る。接触領域１２６は、ｚ軸に沿って第１のキャリア本体１００上の接触領域１２６と垂直に整列し、１つまたは複数のクランプのセットによるクランプを容易にする。

接触領域１２８は、基板の排他的エッジの境界の外側の除外領域などの非クリティカル接触領域を表す。接触領域１２８は、いくつかの実施形態では、第１のキャリア本体１００の対応する接触領域１２８と垂直に整列し得、さらなる実施形態では、第１のキャリア本体１００の対応する接触領域１２８と垂直に整列し得ない。実施形態では、第２のキャリア本体１０２内の接触領域１２８のいくつかは、第１のキャリア本体１００内の対応する接触領域１２８と整列してもよく、第２のキャリア本体１０２の接触領域１２８のいくつかは、第１のキャリア本体１００の対応する接触領域１２８と整列しなくてもよい。

いくつかの実施形態では、キャリア本体１００、１０２、および１０４上の１つもしくは複数のまたはすべての接触領域１２０および１２８は、第１のキャリア本体１００と、第２のキャリア本体１０２などの第２のキャリア本体との間に基板を懸吊するための基板に向かう延長部を含み得る。さらなる実施形態では、基板上の対応する接触領域は、基板の第２の側の第２のキャリア本体１０２と接触するための金属、フィルム、ソフトマスク、ハードマスクなどの１つまたは複数の層を含む。

第２のキャリア本体１０２は、基板上の構造を処理するための開口部１２４と、基板上の構造をマスクするための、または基板をマスクするためのハードマスク領域１２２とを備える。開口部１２４のパターンは、プロセスに依存し、近接マスクを形成する。第２のキャリア本体１０２の開口部１２４のパターンは、基板上に構造を構築し、基板の第１の側および第２の側の構造間の干渉を回避するために、第１のキャリア本体１００の開口部１２４のパターンと調整され得る。例えば、第２のキャリア本体１０２の開口部１２４の１つまたは複数は、基板に構造を構築する、または基板に隣接する構造を構築するために、基板の第１の側の第１のキャリア本体１００によって露出される作業領域に隣接する、基板の第２の側の作業領域を露出することができる。

第２のキャリア本体１０２の開口部１２４は、基板の第２の側の作業領域の処理を可能にし、一方、第２のキャリア本体１０２の残りの領域は、ハードマスク１２２として機能して、処理をブロックする。第１のキャリア本体１００の開口部１２４と同様に、巨視的な開口部がプロセスに十分であるか、または微視的なマスクを形成するために追加の処理が必要かどうか、第２のキャリア本体１０２は、有利には、処理ステップを削減し、処理領域を削減し、処理のコストを削減し、および／またはハードマスク１２２を介して第２のキャリア本体１０２によって保護される構造への不注意な変更を軽減する。

図１Ｃは、同じく示されるデカルト座標系のＸ－Ｙ平面によって表されるように、第２のキャリア本体１０４の上面図を示す。第２のキャリア本体１０４は、基板の第２の側全体をプロセスからマスクするためのキャリア本体の実施形態である。例えば、基板は、第１のキャリア本体１００および第２のキャリア本体１０４を含むキャリア近接マスク内にあり得、例えば、第１および第２のキャリア本体１００および１０４の位置１２６において例えば静電クランプを介してクランプされる。基板をチャンバー内に配置して、スパッタリングプロセスを介して静電的にめっきすることができる。スパッタリングプロセス中、第２のキャリア本体１０４は、基板の第２の側を静電めっきから保護することができる。したがって、第２のキャリア本体１０４は、基板の第１の側の処理を低減または最小化し、基板の第２の側での処理を排除することによって、基板の第１の側を静電的にめっきすることに関連する処理ステップおよびコストを有利に低減する。

第２のキャリア本体１０２は、基板（図示せず）が基板の非クリティカル接触領域で基板の第２の側（または底部）に接触するための下部キャリア本体の実施形態である。第１のキャリア本体１００と同様に、第２のキャリア本体１０２は、基板の第２の側の対応する非クリティカルの接触領域に接触して、基板の第２の側のクリティカル領域または作業領域を懸吊およびマスクするための非クリティカルの接触領域１２６および１２８を備える。さらに、第２のキャリア本体１０４の非クリティカル接触領域１２６は、基板の排他的エッジ１２０に存在し得る。

図１Ｄは、処理ツールによる処理のために、処理ツールサイズよりも小さい基板を適合させるように設計された第１および／または第２のキャリア本体１０６の実施形態を示す。基板のサイズは、基板の排他的エッジ１３０の直径によって表される。基板の排他的エッジ１３０は、実施形態の説明の目的のために、非クリティカル接触領域１２８と整列することに留意されたい。非クリティカル接触領域１２８は、基板のサイズに応じて他の場所に存在し得る。第１および第２のキャリア本体１０６の非クリティカル接触領域１２８および開口部１２４は、垂直に整列する必要がないことにも留意されたい。さらに、第１のキャリア本体１０６は開口部を含み得、第２のキャリア本体１０６は、例えば、処理中に基板の第２の側全体をマスクするため、および／または構造的支持体を提供するための特定の実施形態のための開口部を有さない場合がある。

第１および／または第２のキャリア本体１０６は、同じく示されるデカルト座標系のＸ－Ｙ平面によって表されるように、上面図である。キャリア近接マスクの開口部１２４および接触領域１２６、１２８、および１３０の特定の位置および数は、実装固有であることに留意されたい。キャリア近接マスクの開口部１２４および接触領域１２６、１２８、および１３０の位置および数は、基板の組成、基板のサイズ、基板の処理の段階、製品設計、および処理ツール、ならびにその他の考慮事項に依存する。本実施形態では、第１および／または第２のキャリア本体１０６は、追加の構造的支持体を提供するために基板に接触するための非クリティカル接触領域１３０を含み得る。

図２Ａは、第１のキャリア本体１００、第２のキャリア本体１０２、および基板２１０の非クリティカル接触領域１２６においてクランプ２２８によってクランプされた基板２１０のｚ－ｘ平面に沿った実施形態の垂直断面を示す。第１のキャリア本体１００は、基板の水平面（ｘ－ｙ平面）に対して傾斜角シータθを有する角度の付いたエッジ２２２を有する開口部１２４を含む。第１のキャリア本体１００はまた、構造２３５などの基板上の構造をマスクするためのハードマスク領域１２２を有し得る。

本実施形態では、第１のキャリア本体１００は、基板２１０の第１（上面）側の接触領域２２０でフィルム２１２に接触するために、第１のキャリア本体１００の接触領域１２６に延長部２１６を備える。基板２１０は、基板２１０の第２の側にフィルム２２２を含む。第２のキャリア本体１０２は、基板２１０の第２の（下）側の接触領域２２２でフィルム２１４に接触するために、第２のキャリア本体１０２の接触領域１２６に延長部２１８を備える。

２つの作業領域２３４は、開口部１２４を介してプロセスツールに露出されており、基板２１０の第１の側にある１つの作業領域２３４は第１のキャリア本体１００の開口部１２４を介してプロセスツールに露出されており、基板の第２の側にある１つの作業領域２３４は第２のキャリア本体１０２の開口部１２４を介してプロセスツールに露出されている。基板２１０の第１の側の第３の作業領域２３５は、第１のキャリア本体１００のハードマスク１２２部分によって、他の作業領域２３４の処理から保護されている。

説明のために、作業領域２３４および２３５の各構造は同じである。他の実施形態では、各構造は異なっていてもよい。構造は、ハードマスク２２６のパターンと、レジストの可変犠牲層などのソフトマスク２２４のパターンとを含む。図示のソフトマスク２２４は、ソフトマスク２２４の厚さの変化を誇張しているかもしれないが、本質的に、ソフトマスク２２４のより厚い部分は、ソフトマスク２２４の後ろのフィルム２１２または２１４へのエッチングの深さを減らすことができる。

一例として、角度の付いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）ツールなどのプロセスツールは、作業領域２３４で構造を処理することができる。第１に、ツールは、反応性溶液および第１のキャリア本体１００の開口部１２４を通って角度の付いたイオンビーム２３０を形成し、基板２１０の第１の側のフィルム２１２にトレンチ２２８をエッチングすることができる。ハードマスク２２６に向けられた反応性イオンビーム２３０は、フィルム２１２をエッチングしない可能性がある。露出されたフィルム２１２に向けられた反応性イオンビーム２３０は、フィルム２１２のより長いトレンチ２２８をエッチングすることができ、ソフトマスク２２４を通して露出されたフィルム２１２に向けられた反応性イオンビーム２３０は、フィルム２１２のより短いトレンチ２２８をエッチングし得る。

反応性イオンビーム２３０は、第１のキャリア本体１００の開口部２２４を通って任意の角度でフィルム２１２に到達することができるが、角度の付いたエッジ２２２を含めることにより、基板２１０の第１の側の作業領域２３４のフィルム２１２に反応性イオンビームが到達するための、開口部２２４の角度の付いたエッジ２２２に沿った経路が有利に提供される。基板２１０の第１の側の作業領域２３４での角度の付いた反応性イオンエッチングの後、基板２１０は、基板２１０を直接取り扱うことなく、処理ツールまたは他のツールによって反転されて、基板２１０の第２の側の作業領域２３４の処理を容易にすることができる。

その後、反応性イオンビーム２４２は、第２のキャリア本体１０２の開口部２２４を通って任意の角度でフィルム２１４に到達することができるが、角度の付いたエッジ２２２を含めることにより、基板２１０の第２の側の作業領域２３４のフィルム２１４に反応性イオンビーム２４２が到着するため、第２のキャリア本体１０２の開口部２２４の角度の付いたエッジ２２２に沿った経路が有利に提供される。ハードマスク２２６に向けられた反応性イオンビーム２４２は、フィルム２１４をエッチングしないことがある。露出されたフィルム２１４に向けられた反応性イオンビーム２４２は、フィルム２１４の長いトレンチ２２８をエッチングすることができ、ソフトマスク２２４を通して露出されたフィルム２１４に向けられた反応性イオンビーム２４２は、フィルム２１２の短いトレンチ２２８をエッチングすることができる。

多くの実施形態では、反応性イオンビームは、Ｘ－Ｚ平面に沿ったような特定の方向で、基板２１０の平面に平行なキャリア近接マスクに亘って走査（１１０）することができることに留意されたい。角度の付いたエッジ２２２を含めることにより、開口部１２４のエッジ２２２を横切る際の、キャリア近接マスクのマスクされた領域１２２からの反応性イオンビームの走査１１０の移行における反応性イオンビーム２３０の回折の影響を有利に最小化または軽減するように設計され得る。多くの実施形態では、反応性イオンビームの電流密度は、反応性イオンビーム２３０の回折の影響を有利に最小化または軽減させるために、移行中に変更され得る。

図２Ｂ、図２Ｃ、および図３は、キャリア近接マスクの代替クランプ構成を示している。図２Ｂは、第１のキャリア本体１００の非クリティカル接触領域１２６においてクランプされた延長部２１６と、基板２１０の排他的エッジのような基板２１０の非クリティカル接触領域２２０と共に、第１のキャリア本体１００のｚ－ｘ平面の垂直断面を示す。クランプ２２６はまた、第２のキャリア本体１０２または１０４の延長部２１８を、基板２１０の非クリティカル領域２２２との第２のキャリア本体１０２または１０４の非クリティカル接触領域１２６でクランプする。図２Ｂは、キャリア本体１００、１０２、および１０４と同じ直径を有する基板２１０を有する実施形態を示している。

クランプ２２６は、キャリア本体１００、１０２、および１０４、ならびにプロセスツールと互換性のある任意のタイプのクランプ装置を含むことができる。例えば、クランプ２２６は、機械的クランプ、静電クランプなどを含み得る。基板２１０の第２の側は、基板２１０の第１の側から見て、基板２１０の反対側であることに留意されたい。

図２Ｃは、第１のキャリア本体１００の非クリティカル接触領域１２６で、基板２１０の排他的エッジなどの基板２１０の非クリティカル接触領域２２０にクランプされた第１のキャリア本体１００のｚ－ｘ平面の垂直断面を示す。この実施形態では、接点２２０は、第１のキャリア本体１００の接触領域２２０で、基板２１０のエッジ上に形成される。非クリティカル接触領域１２６で基板２１０上に形成された接点２２０は、フィルム、金属、または基板２１０をキャリア本体１００および１０２または１０４でクランプするのに適した任意の他の材料であり得る。クランプ２２６はまた、基板２１０の第２の側に形成された接点２２２を、第２のキャリア本体１０２または１０４の基板２１０の非クリティカル接触領域１２６において、第２のキャリア本体１０２または１０４の非クリティカル領域１２６にクランプする。図２Ｂは、キャリア本体１００、１０２、および１０４と同じ直径を有する基板２１０を有する実施形態を示している。

図２Ｄは、第１のキャリア本体１０６の非クリティカル接触領域１２６で第２のキャリア本体１０６の非クリティカル接触領域１２６にクランプされた第１のキャリア本体１０６のｚ－ｘ平面の垂直断面を示す。この実施形態では、第１および第２のキャリア本体１０６は、基板２１０の直径よりも大きい直径を有する。結果として、基板２１０は、非クリティカル接触領域１２８で第１および第２のキャリア本体１０６の間にクランプされる。図２Ａの実施形態と同様に、基板２１０は、接触領域１２８で、基板２１０の第１の側および／または第２の側にフィルムを有し得る。他の実施形態では、図２Ｂおよび図２Ｃに示される実施形態と同様に、接触領域１２８において基板２１０上に接触を形成することができ、および／または第１および／または第２のキャリア本体１０６は、第１のキャリア本体１０６が非クリティカル接触領域１２６において第２のキャリア本体１０６とクランプされたとき、基板２１０に接触するために基板２１０に向かって突出する延長部または基板２１０上の接触部を含み得る。

本実施形態では、第１のキャリア本体１０６は、基板２１０に向かって延在し、フィルム２５４を介して基板と結合して、第１と第２のキャリア本体１０６との間に基板２１０の作業領域を懸吊する延長部２５２を含む。第２のキャリア本体１０６は、基板２１０に向かって延在し、フィルム２５６を介して基板２１０と結合して、第１と第２のキャリア本体１０６との間に基板２１０の作業領域を懸吊する延長部２５８を含む。

第１のキャリア本体１０６は、第２のキャリア本体１０６に向かって延在する非クリティカル接触領域１２６内の延長部２１６を含み、第２のキャリア本体１０６は、第１のキャリア本体１０６に向かって延在する非クリティカル接触領域１２６内の延長部２１８を含む。クランプ２２６は、延長部２１６と２１８との間の接触を維持して、それぞれ第１および第２のキャリア本体の延長部２５２と２５８との間で基板２１０をクランプすることができる。さらに、図２Ａ～図２Ｃおよび図２Ｄの断面は、対応するキャリア本体１００、１０２、１０４、および／または１０６間の接触を維持するように設計された１つまたは複数のクレームのセットの単一のクランプを示している。

本開示のさらなる実施形態では、角度の付いたイオンは、図２Ａに示されるトレンチ２２８などのトレンチをエッチングするために、イオンビーム２３０または２４２として提供され得る。

図３Ａは、フレーム３３５に配置された集束光源３３９と、回折光学素子３３４および３３８と導波路３３６とを含むレンズ３３３とを備えた拡張現実メガネを含むウェアラブルディスプレイシステム３３２の実施形態を示す。レンズ３３３は、図２Ａに示される基板２１０上に形成された複数のデバイスのうちの２つを含み得、図１Ａ～図Ｄ、図２Ａ～図２Ｄ、および図３Ｂ～図３Ｇに示されるキャリア近接マスクなどのキャリア近接マスクの実施形態の実施は、図３Ｈ～図３Ｉに関連して説明したイオンビームを介して、回折光学素子３３４および３３８および／または導波路３３６の形成を有利に促進し得る。

ウェアラブルディスプレイシステム３３２は、人間の目から短い距離内に画像を表示するように配置されている。このようなウェアラブルヘッドセットは、ヘッドマウントディスプレイと呼ばれることもあり、ユーザの目から数センチメートル以内に画像を表示するフレームが備わっている。画像は、マイクロディスプレイなどのディスプレイ上のコンピュータ生成画像にすることができる。回折光学素子３３４および３３８および導波路３３６などの光学部品は、所望の画像の光を輸送するように配置され、ここで、光は、ユーザの眼へのディスプレイ上に生成されて、画像をユーザに見えるようにする。画像が生成されるディスプレイは、画像が平行光ビームを生成するように、光エンジンの一部を形成することができる。ビームは、回折光学素子３３４および３３８ならびに導波路３３６によって誘導されて、ユーザに見える画像を提供することができる。

本実施形態では、図３Ａは、ウェアラブルディスプレイシステム３３２の単純な実施形態を示している。ウェアラブルディスプレイシステム３３２は、マイクロプロジェクタなどの集束光源３３９、入力回折光学素子３３４、導波路３３６、および出力回折光学素子３３８を備える。他の実施形態は、より多くの光学部品を含み得、光学部品の配置は、実装に固有である。

集束光源３３９は、集束光を入力回折光学素子３３４に出力することができる。集束光は、４５度などの全反射（ＴＩＲ）クリティカル角で入力回折光学素子３３４を介してレンズに入ることができ、その結果、集束光はレンズ３３３に閉じ込められることができる。導波路３３６は、集束光をレンズ３３３を通して向けることができ、出力回折光学素子３３８は、集束光をユーザの目に向けて出力して、拡張現実画像をユーザに提示することができる。

いくつかの実施形態では、左右のレンズ３３３は、異なる集束光源３３９を有し得る。例えば、いくつかの実施形態は、ユーザに３次元画像を提示するために、ユーザの左眼および右眼に異なる画像を提供する。他の実施形態は、遅延画像またはオフセット画像をレンズ３３３の１つに提供して、３次元画像をシミュレートまたは近似することができる。

図３Ｂ～図３Ｄは、第２のキャリア本体１０２または１０４とクランプされた第１のキャリア本体１００のＺ－Ｘ平面の垂直断面を示している。この実施形態では、角度の付いた反応性イオンビーム３１０は、方向３０２のＸ－Ｚ平面内の経路に沿って第１のキャリア本体１００に亘って走査する。角度の付いた反応性イオンビーム３１０は、第１のキャリア本体１００のマスクされた部分に亘って走査するが、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の電流密度は、電力およびイオンなどの資源を有利に節約するために低い電流密度であり得る。角度の付いた反応性イオンビーム３１０の電流密度は、角度の付いた反応性イオンビーム３１０が開口部のエッジに近づいてエッジと畳み込むにつれて増加して、エッジの形状および角度の付いた反応性イオンビーム３１０の電流密度に基づいて所望の回折プロファイルを形成することができる。

図３Ｂでは、角度の付いた反応性イオンビーム３１０は、開口部１２４のエッジ３０６を横切って走査する。角度の付いた反応性イオンビーム３１０が開口部１２４のエッジ３０６を横切って走査すると、角度の付いた反応性イオンビーム３１０は、開口部１２４を直接通過するイオンビーム成分３１５と、光の波動特性の結果としてエッジ３０６の周りで曲がるイオンビーム成分とを含み得る。エッジ３０６の周りで曲がるイオンビーム成分は、回折プロファイル３１７を形成し得る。回折プロファイル３１７は、エッジ３０６の周りで曲がり、エッジ３０６の面３０５で反射するイオンビーム成分の部分の建設的および破壊的な推論に基づいて形成することができる。特に、処理ツールが角度の付いた反応性イオンビーム３１０を走査すると、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の増加部分（構成要素３１５）は、開口部１２４を直接通過し、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の減少部分は、エッジ３０６の周りで曲がる。

本実施形態では、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の部分は、エッジ３０６の周りで曲がり、エッジ３０６の面３０５で反射する。エッジ３０６は、本実施形態では矩形であるが、他の実施形態は、面取りされたエッジなどの異なる形状のエッジを含み得る。角度の付いた反応性イオンビーム３１０の波長、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の周波数、および走査３０２の走査速度に応じて、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の一部は、基板２１０に面する第１のキャリア本体１００の側から、基板２１０とは反対に面する第１のキャリア本体１００の側までの、エッジ３０６の面３０５の高さ全体で反射することができる。角度の付いた反応性イオンビーム３１０の反射は、破壊的および建設的な干渉の結果として変形して、回折プロファイル３１７を作成することができる。さらに、エッジ３０６の面３０５は完全なリフレクタではない可能性があるため、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の一部は第１のキャリア本体１００に屈折もして、これにより、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の反射の電流密度が低減されることに留意されたい。

説明するために、処理ツールは、基板２１０の平面に対して４５度の入射角で角度の付いた反応性イオンビーム３１０を放出することができる。角度の付いた反応性イオンビーム３１０がエッジ３０６に向かって走査すると、構成要素３１５がなくてもよいが、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の波形のピークにおいてまたはその近くにある角度の付いた反応性イオンビーム３１０の一部は、第１のキャリア構成要素１００の開口部１２４を通過し、開口部のエッジ３０６の面３０５で反射し得る。角度の付いた反応性イオンビーム３１０がエッジ３０６の近くを走査すると、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の増加する部分は、エッジ３０６（矩形のエッジ）の面３０５の９０度の角度のため、エッジ３０６の周りで曲がり、４５度の角度で回折プロファイル３１７において基板３１０に向かってエッジ３０６の面３０５で反射する。重なり合う反射は、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の部分の電流密度から差し引いて、互いに干渉し得、角度の付いた反応性イオンビーム３１０のデューティサイクルまたは変調および角度の付いた反応性イオンビーム３１０の周波数に基づいて、規則的なパターンで角度の付いた反応性イオンビーム３１０の反射部分の電流密度に追加する。

エッジ３０６の周りで曲がった角度の付いた反応性イオンビーム３１０の部分の回折プロファイル３１７が基板２１０上のフィルム２１２に到達すると、回折プロファイル３１７は、回折プロファイル３１７の反射部分の変化する電流密度に基づいてフィルム２１２をエッチングすることができる。より具体的には、角度の付いた反応性イオンビーム３１０が、エッジ３０６に近い第１のキャリア本体１００を走査するとき、エッジ３０６の周りで曲がる角度の付いた反応性イオンビーム３１０の部分は、エッジ３０６の面３０５のさらに下に到達し、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の増加部分は、角度の付いた反応性イオンビーム３１０が基板２１０に最も近い面３０５の部分にも当たるように、開口部１２４を直接通過する。結果として、回折プロファイル３１７の電流密度は、角度の付いた反応性イオンビーム３１０が基板に近い面３０５の部分で反射するにつれて増加する可能性がある。さらに、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の部分が面３０５で反射すると、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の部分は、エッジ３０６の面３０５を介して第１のキャリア本体１００に屈折もして、回折プロファイル３１７の電流密度を低下させる。

面３０５上の最も低い点で反射する角度の付いた反応性イオンビーム３１０の部分は、最も低い電流密度を有し得、面３０５上の最も高い点で反射する角度の付いた反応性イオンビーム３１０の部分は、最も高い電流密度を有し得る。さらに、角度の付いた反応性イオンビーム３１０のデューティサイクルまたは、角度の付いた反応性イオンビーム３１０がエッジ３０６を横切って走査する速度である走査３０２の速度を変えることによって、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の電流密度を変化させて、回折プロファイル３１７に関連する電流密度を調整することができる。図３Ｂに示されるように、回折プロファイル３１７は、フィルム２１２、またはいくつかの実施形態では基板２１０内の可変エッチング深さプロファイル３１９をエッチングすることができる。

可変エッチング深さプロファイル３１９は、基板２１０の平面に沿って複数の角度の付いた構造を有することができる。複数の角度の付いた構造は、Ｘ－Ｚ平面の深さプロファイルの長さに沿って、Ｘ－Ｚ平面の開口部１２４の幅にわたって、基板２１０の平面（Ｘ－Ｙ平面）に平行に変化する深さプロファイルを画定することができる。可変エッチング深さプロファイル３１９は、エッジ３０６から、開口部１２４の幅を横切って、距離３２１で、開口部１２４に関連する作業領域２３４内で開始することができる。さらなる実施形態では、開口部１２４のエッジ３０４は、可変エッチング深さプロファイル３１９の変更を回避するために、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の任意の反射、屈折、または回折を排除または最小化するように設計され得る。

エッジ３０６などのエッジを横切って開口部１２４などの開口部にイオンビームを走査するプロセスは、本明細書では、イオンビームをエッジと畳み込むと呼ばれる。本明細書には示されていないが、同プロセスは、イオンビームの走査が開口部１２４からエッジ３０４を越えて、キャリア近接マスクのキャリア本体のマスクされた領域に向かって交差するときに、イオンビームをエッジ３０４などのエッジと畳み込むことができる。

図３Ｂでは、角度の付いた反応性イオンビーム３１０は、エッジ３０６を横切って走査した後、開口部１２４を横切って走査する（３０２）。角度の付いた反応性イオンビーム３１０が開口部を横切って走査するとき、角度の付いた反応性イオンビーム３３０のデューティサイクル（または変調）は、トレンチの厚さ３２６と同様に、フィルム２１２にエッチングされたトレンチ３２２間の距離、トレンチ３２２の深さ３２４を確立し得る。いくつかの実施形態では、開口部１２４上の角度の付いた反応性イオンビーム３１０の走査速度および／またはデューティサイクルは、角度の付いた反応性イオンビーム３１０がエッジ３０６を走査する間、走査速度および／またはデューティサイクルに関して変化または修正され得る。そのような調整は、トレンチ３２７間の距離、トレンチの深さ３２４、および／またはトレンチの厚さ３２６を修正することができる。いくつかの実施形態では、トレンチ３２２間の間隔は、フィルム２１２上に角度の付いた反応性イオンビーム３１０を直接印加することによってエッチングされる。

図３Ｄは、走査３０２が開口部１２４のエッジ３０４に到達した後の、角度の付いた反応性イオンビーム３３０の走査３０２を示している。エッジ３０４の形状は、可変エッチング深さプロファイル３１９の任意の有害な変更を回避するために、基板２１０に向かう角度の付いた反応性イオンビーム３３０の回折、屈折、および／または反射の影響を防止または排除するように設計され得る。他の実施形態では、エッジ３０４の形状は、角度の付いた反応性イオンビーム３３０と畳み込み、可変エッチング深さプロファイル３１９の追加のエッチングを実行するように設計され得る。

多くの実施形態は、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の走査３０２が開口部１２４に移行するときに、角度の付いた反応性イオンビーム３１０の電流密度を変更することができる。そのような変更は、実際の可変エッチング深さプロファイル３１９を調整して、所望の可変エッチング深さプロファイルに一致または近似することができる。多くの実施形態では、実際の可変エッチング深さプロファイル３１９が計算され、走査プロセスのシミュレーションを通じて所望の可変エッチング深さプロファイルと比較されて、実際の可変エッチング深さプロファイル３１９と所望の可変エッチング深さプロファイルとの間の差異が決定される。

図３Ｅ～図３Ｆは、キャリア近接マスクと、可変エッチング深さプロファイルを作成するためのキャリア近接マスクのエッジを備えた開口部を介して処理ツールに露出された作業領域を備えたウエハの一部の平面図を示す。図３Ｅは、第１のキャリア本体１００と第２のキャリア本体１０２または１０４（見えない）との間に基板２１０を結合するためのクランプ１２６を備えた第１のキャリア本体１００の平面図を示す。第１のキャリア本体１００は、開口部１２４およびマスクされた領域１２２を含む。

図３Ｆは、可変エッチング深さプロファイルを作成するために第１のキャリア本体１００にエッジを有する開口部１２４を介して処理ツールに露出された作業領域を備えた基板２１０の一部を示す。処理ツールは、開口部１２４の矩形のエッジを横切って角度の付いた反応性イオンビーム３３０を走査して、角度の付いた反応性イオンビームを矩形のエッジと畳み込み、回折プロファイルを作成して、可変エッチング深さプロファイルの第１の部分を作成することができる。処理ツールは、開口部１２４を横切って角度の付いた反応性イオンビーム３３０を走査して、可変エッチング深さプロファイルの第２の部分を作成することができる。

図３Ｇは、図３Ｅ～図３Ｆに示されるキャリア近接マスクおよび基板を用いて図３Ｂ～図３Ｄと併せて説明されるプロセスによって作成された実際の可変エッチング深さプロファイル３１９を有する基板２１０の作業領域の一部の断面を示す。実際の可変エッチング深さプロファイル３１９は、基板２１０の平面に沿った複数の角度の付いた構造３４１を含み得る。複数の角度の付いた構造３４１は、深さプロファイル３５９を画定することができる。深さプロファイル３５９は、基板の平面と平行に、そして開口部１２４の幅の一部にわたって、深さプロファイルの長さに沿って変化する。複数の角度の付いた構造３４１はまた、深さプロファイル３５８を画定することができる。深さプロファイル３５８は、基板の平面と平行に、開口部１２４の幅の一部を横切って、深さプロファイルの長さに沿って一定である。いくつかの実施形態では、角度の付いた反応性イオンビーム３３０は、基板２１０の平面に対して４５度の入射角に向けることができる。そのような実施形態では、角度の付いた反応性イオンビーム３３０は、角度の付いた反応性イオンビーム３３０のデューティサイクルおよび走査速度ならびにビームエッチングプロファイルに関連する厚さで、基板２１０上のフィルム２１２に４５度のトレンチをエッチングすることができる。他の実施形態では、角度の付いた反応性イオンビーム３３０は、基板２１０の平面に対して０度から９０度の間の入射角で向けられ得る。

この例では、第１のキャリア本体１００と基板２１０上のフィルム２１２との間の間隙は、０．２ミリメートル（ｍｍ）であり、トレンチは、基板２１０の平面に対して４５度の入射角であるか、または、基板２１０の平面に垂直な平面に対して４５度の入射角である、角度シータ、θでエッチングされる。間隙は、基板２１０またはフィルム２１２の表面での回折プロファイル３１７の幅に影響を及ぼし、これは、深さプロファイル３５９として示されている。０．８ｍｍまたは１．２ｍｍなどの０．２ｍｍより大きい間隙を有する実施形態は、より広い幅を有する深さプロファイル３５９を有し得、開口部１２４のエッジ３０６からより遠い距離で開始し得る。さらに、面３０５の高さ３１８は、回折プロファイル３１７の幅に影響を及ぼし、したがって、深さプロファイル３５９に影響を与える。

本実施形態は、０．２ｍｍ刻みで線３４０から３５４を有するエッジ３０６に関する距離を示している。特に、線３４０は、可変エッチング深さプロファイル３１９上の０．０ｍｍの点を示している。０．０ｍｍの点は、Ｘ－Ｚ平面のエッジ３０６の面３０５の真下の基板２１０上の点である。線３４２は、エッジ３０６から０．２ｍｍの距離を示している。線３４４は、エッジ３０６から０．４ｍｍの距離を示している。線３４６は、エッジ３０６から０．６ｍｍの距離を示している。線３４８は、エッジ３０６から０．８ｍｍの距離を示している。線３５０は、エッジ３０６からの１．０ｍｍの距離を示している。線３５２は、エッジ３０６からの１．２ｍｍの距離を示している。そして、線３５４は、エッジ３０６からの１．４ｍｍの距離を示している。

基板２１０の平面（Ｘ－Ｙ平面）に沿って、開口部１２４のエッジ３０６から約１．４ｍｍの距離でさらに遠くに、トレンチ３４１は、約２２０ナノメートル（ｎｍ）の一定のトレンチ深さ３５６を画定する。

図３Ｈは、キャリア近接マスクの開口部のエッジの形状の代替の実施形態を示している。特に、エッジ３６０および３６２は、図３Ｂ～図３Ｇに示される実施形態において、エッジ３０６を置き換える。エッジ３６０および３６２は、２つの異なる面取りされたエッジを示している。エッジ３６０および３６２はいずれも、面３６４の高さ３６６および３６８をそれぞれ減らすために面取りされている。エッジ３６０の形状に関して、エッジ３６０は、例えば、エッジ３６０を直角にし、および面取りして、角度の付いた反応性イオンビームと畳み込み、角度の付いた反応性イオンビームの一部を基板２１０から反射する角度の付いた表面を作成することによって作成することができる。エッジ３６２の形状に関して、エッジ３６２は、例えば、エッジ３６２を直角にし、および面取りして角度の付いた表面を作成することによって作成することができる。傾斜面は、傾斜面の位置により、角度の付いた反応性イオンビームと畳み込まない場合がある。エッジ３６２の面取りはまた、基板２１０の表面からの面３０９の距離を変化させることに留意されたい。これは、第１のキャリア本体１００と基板２１０の表面との間の間隙を調整するのと同様の効果を有する。面取りされたエッジ３６０および３６２の両方について、回折プロファイルの幅を減らすことができ、これは、図３Ｇに示される可変エッチング深さプロファイル３５９の幅を減らすであろう。

図３Ｉは、所望の可変エッチング深さプロファイル３７２、実際の可変エッチング深さプロファイル３７４、および図３Ｅ～図３Ｇに示される実施形態の２つの隣接するキャリア近接マスク開口部の可変エッチング深さプロファイル間のデルタ３７６を示すチャート３７０の実施形態を示す。所望の可変エッチング深さプロファイル３７２は、３７７のエッジからの距離で深さ３７１から始まる深さプロファイルを示す。その後、所望の可変エッチング深さプロファイル３７２は、実際の可変エッチング深さプロファイル３７４を厳密に追跡する。実際の可変エッチング深さプロファイル３７４は、開口部１２４のエッジ３０６の近くから始まることに留意されたい。いくつかの実施形態では、実際の可変エッチング深さプロファイル３７４の幅は、図３Ｈに示されるエッジ３６０および３６２などの矩形のエッジを面取りすることによって調整することができる。さらに、実際の可変エッチング深さプロファイル３７４が始まるエッジ３０６からの距離は、基板２１０の表面２１０からの面３０５の距離を調整することによって調整することができる。基板２１０の表面２１０からの面３０５の距離を調整することは、エッジ３６２などのエッジ形状を作成するために、例えば、キャリア近接マスクと基板２１０の表面との間の間隙を調整することによって、または、例えば、矩形のエッジの底部を面取りすることによって達成することができる。

チャート３７０は、実際の可変エッチング深さプロファイル３７４と所望の可変エッチング深さプロファイル３７２との間のデルタ３７６を誇張して、プロファイルがどのように異なり、プロファイルが異なる位置をより明確に示す。

図３Ｊは、図３Ｉに示されるように、ウエハに可変エッチング深さプロファイルを作成するために、キャリア近接マスクの開口部の矩形のエッジと畳み込むエッチングビームプロファイル３８４およびデューティサイクル３８２を示すチャート３８０の実施形態を示す。エッチングビームプロファイル３８４のグラフは、図２Ａおよび図３Ｂ～図３Ｇと併せて説明した第１のキャリア本体１００の開口部１２４を横切って走査する角度の付いた反応性イオンビーム３３０の形状を示している。エッチングビームプロファイル３８４は矩形ではないので、ビームの異なる部分が異なる電流密度を有することに留意されたい。ビームがエッジ３０６または面取りされたエッジ３６０または３６２と畳み込まれるとき、異なる電流密度は回折プロファイル３１７に影響を与える。

ビームのデューティサイクル３８２は、トレンチ３２２をエッチングするために増加したビーム変調重みを提供し、トレンチ３２２間の距離３２７を規定する平行構造３４１を形成するために減少したビーム変調重みを提供するように変調される。

ここで図４Ａに目を向けると、概略形式で描かれた処理装置４００が示されている。処理装置４００は、異方性または等方性反応性イオンエッチングを実行するための処理装置を表す。処理装置４００は、当技術分野で知られている任意の便利な方法によってその中にプラズマ４０４を生成するためのプラズマチャンバ４０２を有するプラズマベースの処理システムであり得る。抽出開孔４０８を有する抽出プレート４０６が示されるように提供され得、角度の付いたイオンビーム５１０が抽出されて、角度の付いたイオン２３０または２４２を基板２１０に向けることができる。その上に作成された構造を含む基板２１０は、プロセスチャンバ４２４内に配置される。基板２１０の基板平面は、示されているデカルト座標系のＸ－Ｙ平面によって表され、一方、基板の平面に垂直なものは、Ｚ軸（Ｚ方向）に沿っている。

図４Ａにさらに示されているように、角度の付いたイオンビーム４１０は、既知のシステムのように、プラズマチャンバ４０２と、キャリア近接マスクの第１のキャリア本体１００の開口部１２４を介して基板２１０との間に、または基板プラテン４１４との間に、バイアス供給４２０を使用して電圧差が印加されるときに抽出され得る。バイアス供給４２０は、例えば、プロセスチャンバ４２４に結合され得、プロセスチャンバ４２４および基板２１０は、同じ電位に保持される。

様々な実施形態によれば、角度の付いたイオンビーム４１０は、垂線４２６に対して、Φとして示される非ゼロの入射角で抽出され得る。角度の付いたイオンビーム４１０内のイオンの軌道は、互いに平行であり得るか、または互いに１０度以下などの狭い角度範囲内にあり得る。したがって、Φの値は、個々の軌道が平均値から数度まで変化する入射角の平均値を表す場合がある。いくつかの実施形態では、Φの角度は、例えば、１２度であって、７８度の傾斜角を有するトレンチ内に側壁を形成することができる。

様々な実施形態では、角度の付いたイオンビーム４１０は、既知のシステムのように、連続ビームまたはパルスイオンビームとして抽出することができる。例えば、バイアス供給４２０は、プラズマチャンバ４０２とプロセスチャンバ４２４との間の電圧差を、パルス直流（ＤＣ）電圧として供給するように構成され得、パルス電圧の電圧、パルス周波数、およびデューティサイクルは、互いに独立して調整され得る。

様々な実施形態において、適切なガスまたはガスの組み合わせは、供給源４２２によってプラズマチャンバ４０２に供給され得る。プラズマ４０４は、プラズマチャンバ４０２に提供される種の正確な組成物に応じて、反応性イオンビームエッチングを実行するために様々な種を生成することができる。ソース４２２によって提供される種は、シリコンをエッチングするための既知の反応性イオンエッチング種など、エッチングされる材料に従って設計され得る。

様々な実施形態において、角度の付いたイオンビーム４１０は、図４Ｂに示されるデカルト座標系のＸ方向に沿って延在する長軸を有するリボンイオンビームとして提供され得る。抽出開孔４０８に関して、したがって、走査方向４３０に沿った角度の付いたイオンビーム４１０に関して、基板２１０を含む基板プラテン４１４を走査することによって、角度の付いたイオンビーム４１０は、いくつかの実施形態では、第１のキャリア本体１００の開口部１２４、ならびに基板２１０の第１の側のフィルム２１２を介して、基板２１０の露出部分をエッチングすることができる。多くの実施形態では、角度の付いたイオンビームは、図２Ａに示されるハードマスク２２６をエッチングしない。

図４Ｂのこの例では、角度の付いたイオンビーム４１０は、Ｘ方向に沿ったビーム幅に延在するリボンイオンビームとして提供され、ビーム幅は、Ｘ方向に沿った最も広い部分でさえ、基板２１０の全幅を露出するのに十分である。例示的なビーム幅は、１０ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍ、またはそれ以上の範囲であり得るが、Ｙ方向に沿った例示的なビーム長は、２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、または２０ｍｍの範囲であり得る。ビーム幅とビーム長の比は、５／１、１０/１、２０／１、５０／１、または１００／１の範囲であり得る。実施形態は、この文脈において限定されない。

特に、走査方向４３０は、Ｙ方向に沿った２つの対向する（１８０度）方向での基板２１０の走査、または単に左への走査または右への走査を表すことができる。角度の付いたイオンビーム４１０の長軸は、Ｘ方向に沿って、走査方向４３０に垂直に延在する。したがって、基板２１０の走査が、基板２１０の左側から右側への適切な長さまで走査方向４３０に沿って行われるとき、基板２１０の全体が、角度の付いたイオンビーム４１０に露出され得る。

様々な実施形態によれば、角度の付いたイオン２３０および２４２は、走査間で基板２１０を１８０度回転させることによって、基板２１０の複数の走査で供給され得る。したがって、第１の走査では、角度の付いたイオンビーム４１０などのイオンビームの実際の向きを変更せずに、第１の走査と第２の走査との間で基板２１０を１８０度回転させることによって、角度の付いたイオン２３０および２４２は側壁に向けることができ、第２の走査では角度の付いたイオン２３０および２４２を別の側壁に向けることができる。

本開示の他の実施形態では、変更された装置を使用して、異なる方向での基板の同時エッチングを提供することができる。ここで図４Ｃに目を向けると、概略形式で描かれた別の処理装置４４０が示されている。処理装置４４０は、基板の角度の付いたイオン処理を実行するための処理装置を表し、以下で説明する違いを除いて、処理装置４００と実質的に同じであり得る。特に、処理装置４４０は、抽出開孔４０８に隣接して配置されたビームブロッカー４３２を含む。ビームブロッカー４３２は、第１の開孔４０８Ａおよび第２の開孔４０８Ｂを画定するようにサイズ決定および配置され、第１の開孔４０８Ａは第１の角度の付いたイオンビーム４１０Ａを形成し、第２の開孔４０８Ｂは第２の角度の付いたイオンビーム４１０Ｂを形成する。２つの角度の付いたイオンビームは、垂直４２６に対して、大きさが等しく、方向が反対の入射角を規定することができる。抽出プレート４０６に対してＺ軸に沿ってオフセットされたビームブロッカーは、角度の付いたイオンビームの角度を規定するのに役立ち得る。したがって、第１の角度の付いたイオンビーム４１０Ａおよび第２の角度の付いたイオンビーム４１０Ｂは、図２Ａに一般的に示されるように、トレンチの対向する側壁を同様にかつ同時に処理することができる。図４Ｂのようにリボンビームの形状に構成されている場合、これらの角度の付いたイオンビームは、図示のように基板プラテン４１４を走査することによって、基板が第１のキャリア本体１００の開口部１２４を介して露光される程度まで、基板２１０の反応性イオンエッチングに基板２１０全体を露光することができる。

第１のキャリア本体１００の開口部１２４を介して基板２１０を処理した後、第２のキャリア本体１０２または１０４が開口部を含む場合、キャリア近接マスクは、処理ツールまたは他のツールによって反転されて、第２のキャリア本体１０２の開口部を介して基板２１０の第２の側の処理を容易にすることができる。

図５は、本開示の実施形態による、プロセスフロー５００の実施形態を示している。ブロック５０２において、基板が提供される。基板は、処理のための任意のタイプの基板を含み得る。多くの実施形態では、基板は、５０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、または３００ｍｍなどの特定の直径を有するウエハの形態である。基板は、フィルム、ハードマスク、および／またはソフトマスクの１つまたは複数の層をさらに含み得る。

ブロック５０４では、図１Ａ～図１Ｄ、図２Ａ～図２Ｃ、および図３に示されるキャリア本体などの第１のキャリア本体が提供される。第１のキャリア本体は、１つまたは複数の開口部を有することができ、１つまたは複数の開口部は、基板の第１の側に構造を形成するための近接マスクを形成することができる。第１のキャリア本体は、１つまたは複数の接触領域を有し得、接触領域は、基板の第１の側の１つまたは複数の接触領域と整列し得る。いくつかの実施形態では、第１のキャリア本体の１つまたは複数の開口部は、基板の水平面に対して傾斜角シータを有する少なくとも１つのエッジを含み得る。

ブロック５０６において、第２のキャリア本体が提供される。第２のキャリア本体は、１つまたは複数の接触領域を有し得、この接触領域は、基板の第２の側の１つまたは複数の接触領域と整列する。いくつかの実施形態では、第２のキャリア本体は、１つまたは複数の開口部を含み得、１つまたは複数の開口部は、基板の第２の側に構造を形成するための近接マスクとして機能し得る。

ブロック５０８において、１つまたは複数のクランプのセットは、第１のキャリア本体を第２のキャリア本体とクランプすることができる。さらに、第１のキャリア本体の１つまたは複数の接触領域および第２のキャリア本体の１つまたは複数の接触領域は、基板の反対側に接触して、第１のキャリア本体と第２のキャリア本体との間に、基板の第１の側の作業領域と、基板の第２の側の作業領域とを懸吊することができる。いくつかの実施形態では、第１のキャリア本体および第２のキャリア本体は、処理中の基板の変形を低減するために、基板に構造的支持体を提供することができる。さらなる実施形態では、第１のキャリア本体および第２のキャリア本体は、導電性または半導電性材料を含み得、１つまたは複数のクランプのセットは、第１のキャリア本体を第２のキャリア本体で静電的にクランプするための静電クランプを含み得る。

ブロック５１０において、プロセスは、第１のキャリア本体の１つまたは複数の接触領域を基板の第１の側の除外領域と整列させ、第２のキャリア本体の１つまたは複数の接触領域を基板の第２の側の除外領域と整列させることができる。いくつかの実施形態では、基板の第１の側の除外領域と整列する接触領域は、基板の第１の側の基板の排他的エッジと整列するための少なくとも１つの接触領域を含み得る。さらに、基板の第２の側の除外領域と整列するための接触領域は、基板の第２の側の基板の排他的エッジと整列するための少なくとも１つの接触領域を含み得る。

一実施形態では、第１のキャリア本体の１つまたは複数の開口部は、基板の第１の側の作業領域に構造を形成するための位置と整列し得、第２のキャリア本体上の１つまたは複数の開口部は、基板の第２の側の作業領域に構造を形成するための位置と整列し得る。そのような実施形態では、第１のキャリア本体の１つまたは複数の接触領域は、基板の第１の側の除外領域と整列するための接触領域を含み得、第２のキャリア本体の１つまたは複数の接触領域は、基板の第２の側の除外領域と整列するための接触領域を含む。

図６は、本開示の実施形態による、図１Ａ～図１Ｄ、図２Ａ～図２Ｃ、および図３に示されるキャリア近接マスクなどのキャリア近接マスクを利用する例示的なプロセスフロー６００を示す。ブロック６０２において、キャリア近接マスク内の基板が提供される。基板は、基板の第１の側の作業領域と、キャリアの第１のキャリア本体とキャリアの第２のキャリア本体との間に基板の第２の側の作業領域を有し得る。基板は、第１のキャリア本体と第２のキャリア本体との間に懸吊することができる。

第１のキャリア本体は、近接マスクとして形成された１つまたは複数の開口部を有し得、１つまたは複数の開口部は、基板の第１の側の構造の形成を容易にし得る。第１のキャリア本体はまた、１つまたは複数の接触領域を有し得、接触領域は、基板の第１の側の１つまたは複数の接触領域と整列し得る。第２のキャリア本体はまた、１つまたは複数の接触領域を有し得、接触領域は、基板の第２の側の１つまたは複数の接触領域と整列し得る。多くの実施形態では、第１のキャリア本体の１つまたは複数の接触領域および第２のキャリア本体の１つまたは複数の接触領域は、基板の反対側に接触することができる。

ブロック６０４において、フローチャートは、基板の第１の側に構造を形成するために、処理ツールを使用して、１つまたは複数の開口部を介して基板の第１の側の作業領域を処理することができる。第１のキャリア本体の領域は、基板の第１の側の作業領域の部分をマスクすることができる。いくつかの実施形態では、処理は、第１のキャリア本体の１つまたは複数の開口部の少なくとも１つのエッジの角度の付いた傾斜を横切って角度の付いたイオンを向けることを含み得る。

ブロック６０６において、フローチャートは、処理ツールまたは別のツールを用いてキャリア近接マスクを反転させて、第２のキャリア本体の１つまたは複数の開口部を通して基板の第２の側を処理することができる。

ブロック６０８で、フローチャートは、第２のキャリア本体の１つまたは複数の開口部を介して、基板の第２の側の作業領域を処理することができる。処理は、第１のキャリア本体の１つまたは複数の開口部の少なくとも１つのエッジの角度の付いた傾斜を横切って角度の付いたイオンを向けることを含み得る。他の実施形態では、処理は、第２のキャリア本体の開口部を介して作業領域をドーピングすることを含み得る。さらなる実施形態では、処理は、物理的気相堆積、化学気相堆積、またはイオンビームスパッタリングを介した第２のキャリア本体の開口部を介した堆積を含み得る。さらに他の実施形態では、処理はリソグラフィーを含み得る。例えば、フォトレジストは、第２のキャリア本体の開口部を介して塗布され得、紫外線は、フォトレジストを変化させてエッチングマスクを提供し得、そして露出された基板またはフィルムの一部は、フォトレジストのパターンに基づいて選択的に除去され得る。

図７は、本開示の実施形態による、プロセスフロー７００の実施形態を示している。ブロック７０２において、基板が提供される。基板は、処理のための任意のタイプの基板を含み得る。多くの実施形態では、基板は、５０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、または３００ｍｍなどの特定の直径を有するウエハの形態である。基板は、フィルム、ハードマスク、および／またはソフトマスクの１つまたは複数の層をさらに含み得る。

ブロック７０４において、キャリアが提供される。キャリアは、第２のキャリア本体と結合された第１のキャリア本体を含み得、基板は、第１のキャリア本体と第２のキャリア本体との間で結合され得る。第１のキャリア本体は、基板の第１の側の基板の作業領域を露出させるための１つまたは複数の開口部を有し得る。さらに、１つまたは複数の開口部はエッジを有する。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のエッジは、矩形にされ得る。さらなる実施形態では、１つまたは複数のエッジを面取りして、可変エッチング深さプロファイルの長さを短縮することができる。

ブロック７０４において、プロセスフロー７００は、畳み込みビームを作成するために、第１の開口部のエッジの第１のエッジを、処理ツールからのビームと畳み込むことができる。畳み込みビームは、ビームの周波数、ビームのプロファイルまたは形状、エッジの形状、およびエッジの面の高さに基づく回折プロファイルを含み得る。多くの実施形態では、畳み込みビームは、処理ツールによって生成されたビームの反射成分の回折プロファイルである。回折プロファイルは、第１の開口部によって露出された基板の作業領域をエッチングして、第１のエッジに近接する基板に可変エッチング深さプロファイルを作成することができる。

可変エッチング深さプロファイルは、基板の平面に沿った複数の角度の付いた構造を含み得、複数の角度の付いた構造は、可変エッチング深さプロファイルの長さに沿って変化する深さプロファイルを画定し得る。長さは、基板の平面に平行であり、基板の表面の第１の開口部の幅を横切って突出し得る。
図８は、本開示の実施形態による、図１Ａ～図１Ｄ、図２Ａ～図２Ｃ、および図３に示されるキャリア近接マスクなどのキャリア近接マスクを利用する例示的なプロセスフロー８００を示す。ブロック８０２において、キャリア近接マスク内の基板が提供される。基板は、基板の第１の側に作業領域を含み得、基板の第２の側に１つまたは複数の作業領域を含み得る。基板は、キャリア近接マスクの第１のキャリア本体とキャリア近接マスクの第２のキャリア本体との間に懸吊され得る。第１のキャリア本体は開口部を有し得、各開口部は、基板の第１の側の作業領域の１つを露出させる。さらに、開口部のそれぞれは、可変エッチング深さプロファイルを画定するためにビームと畳み込む第１のエッジを有し得る。

ブロック８０４において、プロセスフロー８００は、処理ツールによって、開口部を横切ってビームを走査することができる。ブロック８０６において、プロセスフロー８００は、処理ツールを用いて、１つまたは複数の開口部を介して基板の第１の側の作業領域を処理して、エッジをビームと畳み込むことができる。エッジをビームと畳み込むと、回折プロファイルを持つ畳み込みビームが作成され得る。各畳み込みビームは、基板の作業領域の１つをエッチングして、基板の第１の側のエッジの対応する１つに近接する基板内に可変エッチング深さプロファイルを作成することができる。

第１のキャリア本体は、処理の第１のラウンド中にデバイスの１つ置きの行をマスクすることができ、デバイスの１つ置きの行は、異なる回折光学要素を有する。他の実施形態では、第１のキャリア本体は、処理の第１のラウンド中に、デバイスのｘ個の行ごとにマスクすることができる。そのような実施形態では、１つまたは複数の後続のキャリアマスクの組み合わせは、処理のために残りの行を露出させることができる。

いくつかの実施形態では、処理ツールは、ビームが第１のキャリア本体のマスクされた領域から第１のキャリア本体の開口部の１つのエッジに移行するときにビームの電流密度を増加させて、マスクのエッジと畳み込まれたビームの回折に関連するエッチング深さ、ビームの周波数、ビームの形状、およびエッジの形状に基づく畳み込みビームの回折プロファイルを調整し得る。いくつかの実施形態では、処理ツールは、ビームのデューティサイクルを増加させること、ビームの走査速度を減少させること、またはそれらの組み合わせによって電流密度を増加させることができる。

いくつかの実施形態では、処理ツールは、ビームが第１のキャリア本体のエッジから第１のキャリア本体の開口部に移行するときに、ビームの電流密度を減少させることができる。さらなる実施形態では、ビームと畳み込むエッジの少なくとも１つの形状は、矩形のエッジを含む。矩形のエッジは、ビームと畳み込み、エッジの面の高さに比例する、基板の平面に沿った長さを有する可変エッチング深さプロファイルを形成することができる。面は、基板の平面に垂直な平面上に存在し得、可変エッチング深さプロファイルは、角度の付いたエッチングプロファイルを有する。角度の付いたエッチングプロファイルは、基板の平面に対して入射角を有することができ、入射角は、０度より大きく９０度未満であり得る。

多くの実施形態では、処理ツールは、基板の平面に沿って複数の角度の付いた構造を有する可変エッチング深さプロファイルを作成することができる。複数の角度の付いた構造は、第１の開口部の幅にわたって、深さプロファイルの長さに沿って変化する深さプロファイルを画定することができる。深さプロファイルの長さは、基板の平面に平行であってもよい。

本実施形態は、既知のプロセスに勝る様々な利点を提供する。基板を処理するために実装された各プロセスステップまたはプロセスツールは、１つまたは複数のキャリア近接マスクの使用から有利に利益を得ることができる。キャリア近接マスクは、基板の処理に伴う処理ステップの数を有利に減らすためのハードマスクおよび開口部を提供する。例えば、第２のキャリア本体などの開口部のない第２のキャリア本体を含めることは、物理的気相堆積（ＰＶＤ）および／または化学気相堆積（ＣＶＤ）中にハードマスクを提供することによって基板の第１面を介して形成された構造と同様に、基板の第２の側の構造を有利に保護することができる。したがって、第２のキャリア本体１０４は、ＰＶＤまたはＣＶＤの前にマスクを基板の第２の側に堆積または適用する必要がないので、処理ステップの数を有利に減らす。処理ステップ数の削減は、時間とコストを有利に節約する。さらに、キャリア近接マスクを備えたツールによって処理される領域のサイズの縮小は、ステップ数が減らされなくても、有利にコストを削減する。キャリア近接マスクの別の利点は、処理のためにガラスを構造的に強化するためにガラスに金属を追加または結合する必要なしに、フレキシブルガラス基板ウエハを取り扱うことである。キャリア近接マスクの別の利点は、開口部のエッジの形状を選択し、開口部のエッジを、選択されたデューティサイクルと走査速度を有する所与の形状のイオンビームと畳み込むことによって、回折光学素子の形成を微調整できることである。

本開示は、本明細書に記載の特定の実施形態によって範囲が限定されるべきではない。実際、本明細書に記載されたものに加えて、本開示の他の様々な実施形態および変更は、前述の説明および付随する図面から当業者には明らかであろう。したがって、そのような他の実施形態および変更は、本開示の範囲内に入る傾向がある。さらに、本開示は、特定の目的のための特定の環境における特定の実装の文脈で本明細書に記載されているが、当業者は、有用性がそれに限定されないことを認識し、本開示は、任意の数の目的のために任意の数の環境で有益に実施され得る。したがって、以下に記載される特許請求の範囲は、本明細書に記載される本開示の全幅および精神を考慮して解釈されるべきである。

Claims (16)

1. キャリア近接マスクであって、
   基板から離隔して配置される第１の板状部分と、前記第１の板状部分から前記基板に向かって延びる離散した複数の第１の接触領域であって、それぞれ異なる位置において前記基板の第１の側と接触する複数の第１の接触領域とを含む、第１のキャリア本体であって、前記第１の板状部分は１つまたは複数の第１の開口部を有し、前記１つまたは複数の第１の開口部は、前記基板の前記第１の側の少なくとも１つの作業領域に構造を形成するための近接マスクとして形成されている、第１のキャリア本体と、
   前記基板から離隔して配置される第２の板状部分と、前記第２の板状部分から前記基板に向かって延びる離散した複数の第２の接触領域であって、それぞれ異なる位置において前記基板の前記第１の側とは反対側の第２の側と接触する複数の第２の接触領域とを含む、第２のキャリア本体と、
   前記第１のキャリア本体を前記第２のキャリア本体とクランプするための１つまたは複数のクランプのセットと、
   を備え、
   前記基板の前記第１の側の作業領域は、前記複数の第１の接触領域のいずれとも接触せず、前記基板の前記第２の側の作業領域は、前記複数の第２の接触領域のいずれとも接触しない、
   キャリア近接マスク。
2. 前記第１のキャリア本体の前記複数の第１の接触領域は、前記基板のエッジから離れた位置において前記基板の前記第１の側と接触する接触領域を含み、前記第２のキャリア本体の前記複数の第２の接触領域は、前記基板のエッジから離れた位置において前記基板の前記第２の側と接触する接触領域を含む、請求項１に記載のキャリア近接マスク。
3. 前記第１のキャリア本体の前記複数の第１の接触領域は、前記基板のエッジと整列するための少なくとも１つの接触領域を含み、前記第２のキャリア本体の前記複数の第２の接触領域は、前記基板のエッジと整列するための少なくとも１つの接触領域を含む、請求項１または２に記載のキャリア近接マスク。
4. 前記第１のキャリア本体および前記第２のキャリア本体が導電性または半導電性材料を含み、前記１つまたは複数のクランプのセットが前記第１のキャリア本体を前記第２のキャリア本体と静電的にクランプするための静電クランプを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のキャリア近接マスク。
5. 前記第１のキャリア本体の前記１つまたは複数の第１の開口部は、前記基板の水平面に対して傾斜角を有する少なくとも１つのエッジを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のキャリア近接マスク。
6. 前記第２の板状部分は、１つまたは複数の第２の開口部を含み、前記１つまたは複数の第２の開口部は、前記基板の前記第２の側に構造を形成するための近接マスクとして形成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のキャリア近接マスク。
7. キャリア近接マスクを組み立てる方法であって、
   基板を提供することと、
   第１のキャリア本体を提供することであって、前記第１のキャリア本体は、前記基板から離隔して配置される第１の板状部分と、前記第１の板状部分から前記基板に向かって延びる離散した複数の第１の接触領域であって、それぞれ異なる位置において前記基板の第１の側と接触する複数の第１の接触領域とを含み、前記第１の板状部分は１つまたは複数の第１の開口部を有し、前記１つまたは複数の第１の開口部は、前記基板の前記第１の側の少なくとも１つの作業領域に構造を形成するための近接マスクとして形成される、第１のキャリア本体を提供することと、
   第２のキャリア本体を提供することであって、前記第２のキャリア本体は、前記基板から離隔して配置される第２の板状部分と、前記第２の板状部分から前記基板に向かって延びる離散した複数の第２の接触領域であって、それぞれ異なる位置において前記基板の前記第１の側とは反対側の第２の側と接触する複数の第２の接触領域とを含む、第２のキャリア本体を提供することと、
   前記基板の前記第１の側の作業領域が前記複数の第１の接触領域のいずれとも接触せず、前記基板の前記第２の側の作業領域が前記複数の第２の接触領域のいずれとも接触しないように、１つまたは複数のクランプのセットを前記第２のキャリア本体と共に前記第１のキャリア本体にクランプすることと、
   を含む、方法。
8. 前記第１のキャリア本体の前記複数の第１の接触領域のうちの少なくとも１つを、前記基板のエッジから離れた位置において前記基板の前記第１の側と接触させることと、前記第２のキャリア本体の前記複数の第２の接触領域のうちの少なくとも１つを、前記基板のエッジから離れた位置において前記基板の前記第２の側と接触させることとをさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記第１のキャリア本体の前記複数の第１の接触領域の少なくとも１つを、前記基板のエッジと整列させることと、前記第２のキャリア本体の前記複数の第２の接触領域の少なくとも１つを、前記基板のエッジと整列させることとをさらに含む、請求項７または８に記載の方法。
10. クランプすることは、前記第２のキャリア本体と共に前記第１のキャリア本体に静電的にクランプすることを含み、前記１つまたは複数のクランプのセットは、静電クランプを含み、前記第１のキャリア本体および前記第２のキャリア本体は、導電性または半導電性材料を含む、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記第１のキャリア本体の前記１つまたは複数の第１の開口部は、前記基板の水平面に対して傾斜角を有する少なくとも１つのエッジを含む、請求項７から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記第２の板状部分が、前記基板の前記第２の側に構造を形成するための近接マスクとして形成された１つまたは複数の第２の開口部を備える、請求項７から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 構造を形成するための方法であって、
    キャリア内に基板を提供することであって、前記基板は、前記キャリアの第１のキャリア本体と前記キャリアの第２のキャリア本体との間に、前記基板の第１の側の作業領域と、前記基板の前記第１の側とは反対側の第２の側の作業領域とを有し、前記第１のキャリア本体は、前記基板から離隔して配置される第１の板状部分と、前記第１の板状部分から前記基板に向かって延びる離散した複数の第１の接触領域であって、それぞれ異なる位置において前記基板の前記第１の側と接触する複数の第１の接触領域とを含み、前記第１の板状部分は、１つまたは複数の第１の開口部を有し、前記１つまたは複数の第１の開口部は、前記基板の前記第１の側の少なくとも１つの作業領域に構造を形成するための近接マスクとして形成され、前記第２のキャリア本体は、前記基板から離隔して配置される第２の板状部分と、前記第２の板状部分から前記基板に向かって延びる離散した複数の第２の接触領域であって、それぞれ異なる位置において前記基板の前記第２の側と接触する複数の第２の接触領域を有し、前記基板の前記第１の側の作業領域は、前記複数の第１の接触領域のいずれとも接触せず、前記基板の前記第２の側の作業領域は、前記複数の第２の接触領域のいずれとも接触しない、キャリア内に基板を提供することと、
    前記基板の前記第１の側に構造を形成するために、処理ツールを使用して、前記１つまたは複数の第１の開口部を介して前記基板の前記第１の側の前記少なくとも１つの作業領域を処理することであって、前記第１のキャリア本体の前記第１の板状部分は、前記基板の前記第１の側の前記少なくとも１つの作業領域の一部をマスクする、前記少なくとも１つの作業領域を処理することと、
    を含む、方法。
14. 前記少なくとも１つの作業領域を処理することは、前記第１のキャリア本体の前記１つまたは複数の第１の開口部の少なくとも１つのエッジの角度の付いた傾斜を横切って、角度の付いたイオンビームを向けることを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記角度の付いたイオンビームにより、前記少なくとも１つの作業領域に、異方性の反応性イオンエッチング処理が施される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第２の板状部分は、１つまたは複数の第２の開口部を含み、前記１つまたは複数の第２の開口部は、前記基板の前記第２の側に構造を形成するために近接マスクとして形成され、さらに、前記キャリアを反転させて、前記基板の前記第２の側を前記１つまたは複数の第２の開口部を通して処理することを含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の方法。

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