JP7495949B2 - 平坦化方法、物品を製造する装置および方法 - Google Patents
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Description
本明細書の記載された発明は、以下の発明を含む。
本明細書に記載された1つの方法は、スーパーストレートチャックでスーパーストレートを保持することを含む。前記スーパーストレートを前記基板に向けて反らせるように圧力が与えられる。前記スーパーストレートの反りは、半径方向に沿って徐々に拡大される。前記圧力によって前記スーパーストレートを反らせながら、前記スーパーストレートの周囲に与えられる真空の印加は維持され、前記スーパーストレートは前記スーパーストレートチャックによって継続的に保持される。前記真空は、前記スーパーストレートの前記周囲から解放され、前記スーパーストレートは、前記スーパーストレートチャックから解放される。
平坦化処理には、図2A-2Cに模式的に示されているステップが含まれる。図2Aに示すように、成形可能材料124は、基板102上に液滴の形成で分配される。先に議論したように、基板表面は、トポグラフィーを有し、そのようなトポグラフィーは、以前の処理動作に基づいて知られてもよいし、プロファイルメータ、AFM、SEM、または、Zygo NewView 8200のような、光学的干渉効果に基づく光学的表面プロファイラを使用して測定されてもよい。堆積された成形可能材料124の局所体積密度は、基板トポグラフィーに応じて変化する。次に、スーパーストレート108は、成形可能材料124に接して配置される。
スーパーストレートと基板との間のギャップを成形可能材料液滴が広がり、融合し、充填するときにスーパーストレート108と基板との間に空気又は気泡が閉じ込められることを最小限に抑えるための1つの方式は、スーパーストレートを基板の中心で成形可能材料と最初に接触させ、次いで中心から周辺に向かって半径方向に進行するように、スーパーストレートを重ね合わせることである。これには、スーパーストレート内に曲率プロファイルを作り出すために、スーパーストレート又は基板又はその両方の反り又は湾曲が必要である。しかしながら、スーパーストレート108が典型的には基板102と同じかまたは類似の面積寸法であると仮定すると、有効なスーパーストレート全体の湾曲プロファイルは、スーパーストレートの大きな垂直方向の反りと、スーパーストレートチャックおよび平坦化組立体による付随する垂直方向の動きとの両方を必要とする。このような大きな鉛直方向の反りおよび動きは、制御、精度、およびシステムのデザイン上の考慮事項にとって望ましくない場合がある。このようなスーパーストレートプロファイルは、例えば、スーパーストレートの内部領域に背圧を与えることによって得ることができる。しかしながら、そうすることにより、スーパーストレートをスーパーストレートチャック上に保持するためには、依然として周囲保持領域が必要とされる。成形可能材料液滴が広がって融合する間に、スーパーストレートの周囲エッジと基板トの周囲エッジとの両方が平坦にチャッキングされる場合、この平坦なチャッキングエリアには、利用可能なスーパーストレート曲率プロファイルは存在しないであろう。これは、液滴の広がりおよび融合を損なうことがあり、これはまた、領域における未充填欠陥につながることがある。さらに、成形可能材料の広がりおよび充填が完了すると、結果として生じるスーパーストレートチャック、チャックされたスーパーストレート、成形可能材料、基板、および基板チャックの積層体は、過拘束システムとなり得る。これは、得られる平坦化膜層の不均一な平坦化プロファイルを引き起こし得る。すなわち、このような過拘束システムでは、表裏面の平坦度を含むスーパーストレートチャックからの全ての平坦度エラー又は変動がスーパーストレートに伝達され、平坦化膜層の均一性に衝撃を与えうる。
成形可能材料が硬化され、平坦化された膜層が形成されると、形成された層からスーパーストレートを除去または剥離しなければならない。しかしながら、スーパーストレート及び基板が同一又は類似の面積寸法を有する場合には、スーパーストレートを形成された層から完全に分離するために、必要に応じてスーパーストレートと形成された層との間に分離クラックを誘起し伝播させることは困難である。この問題は、図6~図8に示す構造および方法によって解決することができる。図6Aおよび6Bに示すように、基板チャック604は、基板102上のノッチ608と位置合わせ可能な、チャックの周辺部に位置する格納可能ピン606を含む。このようなノッチ(例えば、ウエハノッチ)は、処理および取り扱い中にウエハを配向する目的のために半導体ウエハにおいて一般的である。動作において、格納可能ピン606は、基板102上に位置するノッチ608と位置合わせされて位置決めされる。分離を開始するために、ピン606は、図6Aに示すように、ノッチ608を通って上方に移動し、スーパーストレート108のエッジのポイント610と接触する。ピン606によって与えられる力は、基板102上のスーパーストレート108と硬化層146との間の分離クラック601を誘起するのに十分である。クラック601が生成されると、スーパーストレートチャック118のポート305を通る真空圧の印加によって、スーパーストレート108のエッジがスーパーストレートチャック118に向かって反る。これは、スーパーストレートチャック118のランド307bが隣接するランド307aよりもより短いことによって容易になり、これによって、スーパーストレート108のエッジが基板102から離れてスーパーストレートチャック118に向かって反るための空間が提供される。クラック601を生成するために与えられる力は、スーパーストレート、平坦化膜層、および基板の幾何学的および物理的条件に依存しうる。あるいは、クラック601は、図6Cに示されるように、基板102とスーパーストレート108との間に陽圧を導入することによって生成されてもよい。ここで、基板チャック614は、正の流体圧力源(図示せず)に接続されたノズル616を含む。ノズル616が作動すると、正の液圧PIがノズル616を通ってスーパーストレート118のエッジの点610に充分な力で供給され、分離クラック601を誘起させる。正の流体圧力は、清浄な乾燥空気、ヘリウム、又は窒素の流れを含むことができる。クラック601を生成する間、スーパーストレート102は、スーパーストレートチャック118内に保持され、基板102は、基板チャック104によって保持される。
上述したように、スーパーストレート108は、好ましくはスーパーストレートと、チャッキング表面から延びるランド307によって画定されるリングゾーン303内のチャッキング表面との間の容積に圧力又は真空(負圧)を与えるスーパーストレートチャック118によって保持又は支持される。最も外側のランド307aとは別に、内側ランド307bは隣接する内側ランド307b間のギャップの深さが一定のままであるように、同じ高さを有することが好ましい。ランドの高さ(すなわち、ギャップの深さ)は、通常、気体の充満または排気の反応時間、ランドの剛性特性、膨張または収縮などの熱効果の制限などの理由から、非常に小さく、例えば、約数十マイクロメートルから数千マイクロメートルのオーダーに保たれる。動作において、リングゾーンに真空を与え、ゾーンのランドに対してスーパーストレートを保持すると、スーパーストレートとランドとのインタフェースに真空シールが生じる。しかしながら、十分な力または圧力がチャッキング真空の反対方向にスーパーストレートに与えられると、基板はチャックのランドから引き離されうる。スーパーストレートとランドとの間の特定のギャップにおいて、真空シールが失われるか、またはリークが発生し、ゾーン内の真空圧力が低下するか、またはゼロにさえなる。次に、スーパーストレートは、チャックから意図せずに脱チャックされるようになる。更に、スーパーストレートが脱チャック状態にならない場合であっても、真空リークは、例えば、図4及び図5の工程において隣り合うリングゾーンにおいて真空圧を順次に解放する場合に要求される制御のレベルを乱す可能性がある。また、外側ランドにおけるこのようなリークは、図4~図5の工程において、スーパーストレートの所望の外側エッジ曲率の制御された保持に負の影響を与える可能性がある。同様に、外側ランドにおけるリークは、図7~図9の過程において、分離クラックの発生、伝播を妨げる可能性がある。
h3>10h2
d3<0.5d
d1>d2+d3
Claims (15)
- スーパーストレートをスーパーストレートチャックで保持する第1工程と、
前記スーパーストレートを前記スーパーストレートチャックで保持しながら前記スーパーストレートの中央領域に圧力を与えて、前記スーパーストレートの前記中央領域を基板に向けて反らせる第2工程と、 前記中央領域が反った前記スーパーストレートと前記基板上の成形可能材料との接触を開始させる第3工程と、
前記スーパーストレートチャックで前記中央領域が反った前記スーパーストレートの周辺領域を保持しながら、前記スーパーストレートの前記中央領域と前記周辺領域との間の複数の領域に対して前記スーパーストレートの前記中央領域に近い側から順次に圧力を与えることによって前記スーパーストレートの反りを前記中央領域から前記スーパーストレートの径方向外側に拡げる第4工程と、
前記スーパーストレートの前記周辺領域を開放することによって、前記スーパーストレートチャックから前記スーパーストレートを離す第5工程と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記スーパーストレートチャックは、中心ゾーンと、一連のリングゾーンとを含み、前記一連のリングゾーンは、前記スーパーストレートの周辺に対応する周辺リングゾーンと、前記中心ゾーンと前記周辺リングゾーンとの間の少なくとも1つの内側リングゾーンとを含み、
前記第2工程において、前記一連のリングゾーンの真空を維持しながら、前記中心ゾーンを通して前記スーパーストレートの前記中央領域に圧力を与え、
前記第4工程において、前記少なくとも1つの内側リングゾーンを通して前記スーパーストレートに圧力を与え、
前記第5工程において、前記周辺リングゾーンを開放すること、を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記一連のリングゾーンは、複数の内側リングゾーンを含み、
前記第4工程において、前記複数の内側リングゾーンの内側から前記径方向外側に順次に前記スーパーストレートに圧力を与える、
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記第2工程において、前記スーパーストレートの所定の曲率を維持するように、前記中央領域に圧力を与える、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 前記成形可能材料を硬化させる工程と、
硬化中に前記スーパーストレートの横方向の位置を硬化源に対して移動させる工程と、
前記スーパーストレートを前記スーパーストレートチャックで再保持する工程と、
前記スーパーストレートを前記硬化された成形可能材料から分離する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の方法。 - 平坦化システムであって、
基板を保持する基板チャックと、
スーパーストレートを保持するスーパーストレートチャックと、
前記スーパーストレートチャックの複数のポートを介して前記スーパーストレートに圧力又は真空を与える圧力源と、を備え、
前記スーパーストレートチャックは、中心ゾーンと、一連のリングゾーンとを含み、前記一連のリングゾーンは、前記スーパーストレートの周辺に対応する周辺リングゾーンと、前記中心ゾーンと前記周辺リングゾーンとの間の複数の内側リングゾーンとを含み、
前記圧力源は、前記一連のリングゾーンの真空を維持しながら、前記中心ゾーンを通して前記スーパーストレートの中央領域に圧力を与えて、前記スーパーストレートの前記中央領域を基板に向けて反らせた後、前記複数の内側リングゾーンの内側から外側に順次に圧力を与えることによって前記スーパーストレートの反りを前記中央領域から前記スーパーストレートの径方向外側に拡げ、その後、前記周辺リングゾーンを開放する、
ことを特徴とする平坦化システム。 - 前記スーパーストレートチャックの前記中心ゾーンは、前記スーパーストレートの中心と整列されるエアキャビティを含む、
ことを特徴とする請求項6に記載の平坦化システム。 - 成形可能材料の複数の液滴を前記基板上に分配するように構成された成形可能材料ディスペンサをさらに備え、
前記スーパーストレートチャックは、前記基板上の前記成形可能材料と接触するように前記スーパーストレートを移動させる、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の平坦化システム。 - 前記成形可能材料を硬化させる硬化源をさらに備える、
ことを特徴とする請求項8に記載の平坦化システム。 - 前記基板を保持する基板チャックは、前記硬化源に対して前記基板の横方向の位置を移動させる、
ことを特徴とする請求項9に記載の平坦化システム。 - 前記硬化源は、硬化中に前記スーパーストレートの直径を基準として光ビームの大きさを制御する、
ことを特徴とする請求項9に記載の平坦化システム。 - 前記硬化源は、前記スーパーストレートに入射する光ビームの傾斜角を制御する、
ことを特徴とする請求項9に記載の平坦化システム。 - 前記スーパーストレートチャックから前記スーパーストレートを離した後に、硬化源を使って前記成形可能材料を硬化させることと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記スーパーストレートの直径を基準として前記硬化源の光ビームの大きさを制御すること、
を更に含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - 前記スーパーストレートに入射する前記硬化源の光ビームの傾斜角を制御すること、
を更に含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。
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