KR20220028124A - 평탄화 공정, 장치, 및 물품 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

방법은, 상판 척에 의해 상판을 보유하는 단계; 상판을 기판을 향해 편향시키도록 압력을 인가하는 단계로서, 상판의 편향은 반경 방향을 따라 서서히 연장되는, 압력 인가 단계; 압력에 의해 상판을 편향시키는 동안 상판의 주변부에 인가되는 진공을 유지하고 척에 의해 상판을 계속해서 보유하는 단계; 상판의 주변부로부터 진공을 해제하는 단계; 및 척으로부터 상판을 해방하는 단계를 포함한다.

Description

평탄화 공정, 장치, 및 물품 제조 방법
본 개시내용은 기판 처리에 관한 것으로, 더 구체적으로는 반도체 제조에서의 표면의 평탄화에 관한 것이다.
평탄화 기술은 반도체 디바이스를 제조하는데 유용하다. 예를 들어, 반도체 디바이스를 생성하기 위한 공정은 기판으로 그리고 기판으로부터 재료를 반복적으로 추가 및 제거하는 것을 포함한다. 이러한 공정은 불규칙한 높이 변화(즉, 토포그래피)를 갖는 적층된 기판을 생성할 수 있고, 추가되는 층이 많을수록, 기판 높이 변화가 증가될 수 있다. 높이 변화는 적층된 기판에 추가적인 층을 추가하는 능력에 대해 부정적인 영향을 미친다. 별개로, 반도체 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 자체가 항상 완벽하게 편평하지는 않고, 초기 표면 높이 변화(즉, 토포그래피)를 포함할 수 있다. 이러한 문제를 해결하는 하나의 방법은 적층 단계들 사이에서 기판을 평탄화하는 것이다. 다양한 리소그래피 패터닝 방법은 평탄한 표면에 대한 패터닝으로부터 이익을 얻는다. ArFi 레이저-기반 리소그래피에서, 평탄화는 초점 심도 DOF, 임계 치수(CD) 및 임계 치수 균일성을 향상시킨다. 극자외선 리소그래피(EUV)에서, 평탄화는 피처 배치(feature placement) 및 DOF를 향상시킨다. 나노임프린트 리소그래피(NIL)에서, 평탄화는 패턴 전사 후의 피처 충전 및 CD 제어를 향상시킨다.
때때로 잉크젯-기반 적응성 평탄화(IAP)로 지칭되는 평탄화 기술은 기판과 상판(superstrate) 사이에 중합성 재료의 가변적인 적하물 패턴(drop pattern)을 분배하는 것을 포함하고, 여기서 적하물 패턴은 기판 토포그래피에 따라 달라진다. 이어서, 상판이 중합성 재료와 접촉하고, 이 후 재료는 기판 상에서 중합되며, 상판은 제거된다. 예를 들어, 전체 웨이퍼 처리 및 반도체 디바이스 제조를 개선하기 위해 IAP 기술을 포함하는 평탄화 기술의 개선이 요망된다.
방법이 제공된다. 방법은 상판 척에 의해 상판을 보유하는 단계를 포함한다. 상판을 기판을 향해 편향시키도록 압력이 인가된다. 상판의 편향은 반경 방향을 따라 서서히 연장된다. 상판을 압력에 의해 편향시키는 동안 상판의 주변부에 인가되는 진공의 인가가 유지되고 상판은 척에 의해 계속해서 보유된다. 상판의 주변부로부터 진공이 해제되며, 척으로부터 상판이 해방된다.
상판 척은 상판의 중심 부분과 정렬되는 중심 구역 및 일련의 링 구역을 포함할 수 있다. 일련의 링 구역은 상판의 주변부와 정렬되는 주변 링 구역 및 중심 구역과 주변 링 구역 사이의 적어도 하나의 내측 링 구역을 포함할 수 있다. 상판을 편향시키도록 압력을 인가하는 단계는 중심 구역을 통해 압력을 인가하고 일련의 링 구역을 통해 인가되는 진공을 유지하는 단계, 상판의 중심 부분이 압력에 의해 편향된 후에 링 구역으로부터 진공을 해제하고 내측 링 구역을 통해 압력을 인가하는 단계, 및 주변 링 구역으로부터 진공을 해제하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일련의 링 구역은 복수의 내측 링 구역을 포함할 수 있다. 진공은 내측 구역으로부터 순차적으로 해제되며, 압력은 반경 방향에서 내측 링을 통해 상판에 순차적으로 인가된다. 방법은 성형가능 재료 접촉물을 기판 상에 분배하는 단계, 상판을 성형가능 재료 접촉물과 접촉시키는 단계, 및 성형가능 재료 접촉물의 유동 전방에 대응하는 상판에 압력을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는 그러나 선택적으로는, 성형가능 재료 접촉물은 기판 상에 퇴적되는 복수의 액적으로서 분배된다. 압력은 초기 높이를 결정된 범위로 제어하고 상판의 미리결정된 만곡을 유지하도록 중심 구역에 인가될 수 있다.
방법은 상판이 척으로부터 해방된 후에 성형가능 재료 접촉물을 경화시키는 단계, 경화 동안 경화 공급원에 대해 상판의 측방향 위치를 이동시키는 단계, 척에 의해 상판을 재보유하는 단계, 및 경화된 성형가능 재료 접촉물로부터 상판을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다중-구역 척킹 시스템이 또한 제공된다. 다중-구역 척킹 시스템은 기판을 보유하기 위한 기판 척 및 상판을 보유하기 위한 상판 척을 포함한다. 시스템은 상판 척의 복수의 포트를 통해 상판에 압력 및 진공을 인가하도록 구성되는 압력 공급원을 더 포함한다. 바람직하게는, 압력은 상판이 하나의 영역으로부터 다른 영역으로 서서히 기판을 향해 편향되도록 상기 상판의 복수의 영역에 순차적으로 인가된다. 진공은 상판이 압력에 의해 편향되는 동안 상판의 주변부에 인가된다.
상판 척은 상판 척을 중심 구역 및 일련의 링 구역으로 형성하는 복수의 동심 랜드를 포함할 수 있고, 일련의 링 구역은 상판의 주변부와 정렬되는 주변 구역 및 중심 구역과 주변 링 구역 사이의 적어도 하나의 내측 링 구역을 포함한다. 압력 공급원은 순차적으로 일련의 링 구역의 포트를 통해 진공을 인가하면서 중심 구역의 포트를 통해 압력을 인가하고, 내측 링 구역의 포트를 통해 압력을 인가하고 주변 링 구역에서 진공을 유지하며, 주변 링 구역의 포트로부터 진공을 해제하도록 구성된다. 상판 척의 중심 구역은 상판을 성형가능 재료와 접촉시키는 동안 상판의 중심과 정렬되는 공기 공동을 포함한다. 다중-구역 척킹 시스템은 성형가능 재료의 복수의 액적을 기판 상에 분배하도록 구성되는 성형가능 재료 분배기를 더 포함할 수 있다. 상판 척은 기판 상의 성형가능 재료와 접촉하도록 상판을 전진시키도록 구성된다. 압력 공급원은 성형가능 재료의 유동 전방에 대응하는 영역에 압력을 순차적으로 인가하도록 구성된다.
다중-구역 척킹 시스템은 상판이 상판 척으로부터 해방된 후에 성형가능 재료를 경화시키도록 구성되는 경화 공급원을 더 포함할 수 있다. 기판 척은 경화 공급원에 대해 기판의 측방향 위치를 이동시키도록 구성된다. 경화 공급원은 경화 동안 상판의 직경에 관해서 광 빔의 크기를 제어하도록 구성된다. 경화 공급원은 또한 상판에 입사하는 광 빔의 틸팅 각도를 제어하도록 구성될 수 있다.
층을 형성하는 방법이 또한 제공된다. 방법은 기판 상에 성형가능 재료를 분배하는 단계, 척에 의해 상판을 보유하는 단계, 및 척에 의해 성형가능 재료와 접촉하도록 상판을 전진시키는 단계를 포함한다. 상판이 하나의 영역으로부터 다른 영역으로 서서히 기판을 향해 편향되도록 상판의 복수의 영역에 순차적으로 압력이 인가된다. 상판이 압력에 의해 편향되는 동안 상판의 주변부에 진공이 인가된다. 그 후 상판은 척으로부터 해방된다. 그 후 경화 공급원에 의해 척 후에 성형가능 재료에 대해 경화 공정이 행해진다.
방법은 경화 동안 경화 공급원에 대해 기판의 측방향 위치를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 경화 공급원의 광 빔의 크기가 상판의 직경에 관해서 제어될 수 있다. 상판에 입사하는 광 빔의 틸팅 각도가 조정될 수 있다. 방법은 상판 척에 의해 상판을 재보유하는 단계; 및 경화된 성형가능 재료로부터 상판을 분리하는 단계를 더 포함한다.
본 개시내용의 이들 목적, 특징 및 장점과 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면 및 제공되는 청구항과 함께 취해지는 본 개시내용의 예시적인 실시예의 이하의 상세한 설명을 판독시 명백하게 될 것이다.
본 발명의 특징 및 장점이 상세하게 이해될 수 있도록, 첨부 도면에 도시되는 실시예를 참조하여 본 발명의 실시예에 대한 더 상세한 설명이 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명은 다른 균등한 효과의 실시예를 허용할 수 있으므로, 첨부 도면은 본 발명의 전형적인 실시예를 예시하기 위한 것일 뿐이며 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다는 것에 유의해야 한다.
도 1은 평탄화 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 평탄화 공정을 도시한다.
도 3a 내지 도 3b는 일 실시예에서의 다중-구역 상판 척을 도시한다.
도 4a 내지 도 4e는 기판 상에 층을 형성하기 위한 상판 척의 동작을 도시한다.
도 5는 도 4a 내지 도 4e에 도시되는 바와 같은 평탄화 공정의 흐름도이다.
도 6a는 일 실시예에서의 기판 및 상판의 스택의 에지에서 개시되는 분리 균열을 도시하며, 도 6b는 이러한 분리 균열의 개시를 위한 기판 노치와의 후퇴가능 핀의 정렬을 도시한다.
도 6c는 다른 실시예에서의 기판 및 상판의 스택의 에지에서 개시되는 분리 균열을 도시한다.
도 7a 내지 도 7c는 분리 균열이 스택의 주연부 주위에서 개시 및 전파될 때의 기판 및 상판의 스택의 평면도를 도시한다.
도 8은 분리된 기판 및 상판을 도시한다.
도 9는 도 7 및 도 8에 도시되는 바와 같은 분리 공정의 흐름도이다.
도 10은 추가적인 실시예에서 기판 및 상판의 스택의 에지에서 개시되는 분리 균열을 도시한다.
도 11a 및 11b는 개선된 구역 밀봉을 갖는 다른 실시예에서의 다중-구역 상판 척을 도시한다.
도 12는 도 11a 및 11b 상판 척의 구역 내의 예시적인 트렌치 구조의 확대도를 도시한다.
도면에 걸쳐, 동일한 참조 번호 및 문자는 다르게 언급되지 않는 한 도시되는 실시예의 유사한 특징, 요소, 성분, 또는 부분을 지시하도록 사용된다. 또한, 본 개시내용은 도면을 참조하여 상세히 설명되지만, 이는 도시된 예시적인 실시예와 관련하여 이루어진다. 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 개시내용의 진정한 범위 및 사상을 벗어나지 않고 설명된 예시적인 실시예에 변경 및 수정이 이루어질 수 있는 것으로 의도된다.
평탄화 시스템
도 1은 평탄화를 위한 시스템을 도시한다. 평탄화 시스템(100)은 기판(102) 상의 막을 평탄화하기 위해서 사용된다. 기판(102)은 기판 척(104)에 결합될 수 있다. 기판 척(104)은 진공 척, 핀-타입 척, 홈-타입 척, 정전식 척, 전자기식 척, 및/또는 기타 등등일 수 있지만 이것으로 한정되지 않는다.
기판(102) 및 기판 척(104)은 기판 위치결정 스테이지(106)에 의해 더 지지될 수 있다. 기판 위치결정 스테이지(106)는 x, y, z, θ, Ψ, 및 φ축 중 하나 이상을 따라 병진 및/또는 회전 운동을 제공할 수 있다. 기판 위치결정 스테이지(106), 기판(102), 및 기판 척(104)은 또한 기부(도시되지 않음) 상에 위치결정될 수도 있다. 기판 위치결정 스테이지는 위치결정 시스템의 일부일 수 있다.
기판(102)에 대면하는 작업 표면(112)을 갖는 상판(108)이 기판(102)으로부터 이격되어 있다. 상판(108)은 용융 실리카, 석영, 실리콘, 유기 중합체, 실록산 중합체, 붕규산 유리, 플루오로카본 중합체, 금속, 경화 사파이어 및/또는 기타 등등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 상판은 UV 광을 쉽게 투과시킨다. 표면(112)은 일반적으로 기판(108)의 표면과 동일한 면적 크기이거나 또는 그보다 약간 작다.
상판(108)은 상판 척(118)에 의해 결합 또는 보유될 수 있다. 상판 척(118)은 진공 척, 핀-타입 척, 홈-타입 척, 정전식 척, 전자기식 척, 및/또는 다른 유사한 척 타입일 수 있지만 이것으로 한정되지 않는다. 상판 척(118)은 상판(108)에 걸쳐 달라지는 응력, 압력 및/또는 변형을 상판(108)에 인가하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 상판 척은 마찬가지로 UV 광을 쉽게 투과시킨다. 상판 척(118)은 상판(108)의 후방 표면에 압력차를 인가하여 템플릿이 굽혀지고 변형되게 할 수 있는 구역 기반 진공 척, 액추에이터 어레이, 압력 블래더 등과 같은 시스템을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상판 척(118)은 본원에서 더 상세화되는 바와 같이 상판의 후방 표면에 압력차를 인가하여 상판이 굽혀지고 변형되게 할 수 있는 구역 기반 진공 척을 포함한다.
상판 척(118)은 위치결정 시스템의 일부인 평탄화 헤드(120)에 결합될 수 있다. 평탄화 헤드(120)는 브리지에 이동가능하게 결합될 수 있다. 평탄화 헤드(120)는, 적어도 z축 방향 및 잠재적으로는 다른 방향(예를 들어, x, y, θ, Ψ, 및 φ축)으로 기판(102)에 대해 상판 척(118)을 이동시키도록 구성되는 보이스 코일 모터, 압전형 모터, 리니어 모터, 너트 및 스크류 모터 등과 같은 하나 이상의 액추에이터를 포함할 수 있다.
평탄화 시스템(100)은 유체 분배기(122)를 더 포함할 수 있다. 유체 분배기(122)는 또한 브리지에 이동가능하게 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 유체 분배기(122) 및 평탄화 헤드(120)는 모든 위치결정 구성요소 중 하나 이상을 공유한다. 대안적인 실시예에서, 유체 분배기(122) 및 평탄화 헤드는 서로 독립적으로 이동한다. 유체 분배기(122)는 기판(102) 상에 액체 성형가능 재료(124)(예를 들어, 광경화성 중합성 재료)의 액적을 퇴적시키는 데 사용될 수 있고, 퇴적되는 재료의 체적은 기판(102)의 토포그래피 프로파일에 적어도 부분적으로 기초하여 기판의 영역에 걸쳐 달라진다. 상이한 유체 분배기(122)가 성형가능 재료(124)를 분배하기 위해 상이한 기술을 사용할 수 있다. 성형가능 재료(124)가 분사가능할 때, 잉크 젯 타입 분배기가 성형가능 재료를 분배하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 열 잉크 분사, 마이크로전기기계 시스템(MEMS) 기반 잉크 분사, 밸브 분사, 및 압전식 잉크 분사가 분사가능 액체를 분배하기 위한 일반적인 기술이다.
평탄화 시스템(100)은 화학 에너지, 예를 들어 UV 방사선을 노광 경로(128)를 따라 유도하는 방사선 공급원(126)을 포함하는 경화 시스템을 더 포함할 수 있다. 평탄화 헤드(120) 및 기판 위치결정 스테이지(106)는 상판(108) 및 기판(102)을 노광 경로(128)와 중첩하는 상태로 위치결정하도록 구성될 수 있다. 방사선 공급원(126)은 상판(108)이 성형가능 재료(128)와 접촉한 후에 노광 경로(128)를 따라 화학 에너지를 전송한다. 도 1은 상판(108)이 성형가능 재료(124)와 접촉하지 않을 때의 노광 경로(128)를 도시한다. 이는 개별 구성요소의 상대 위치가 쉽게 식별될 수 있도록 설명 목적을 위한 것이다. 통상의 기술자는 상판(108)이 성형가능 재료(124)와 접촉될 때 노광 경로(128)가 실질적으로 변화하지 않을 것임을 이해할 것이다.
평탄화 시스템(100)은, 상판(108)이 평탄화 공정 동안 성형가능 재료(124)와 접촉할 때 성형가능 재료(124)의 확산을 관찰하도록 위치결정되는 카메라(136)를 더 포함할 수 있다. 도 1은 필드 카메라의 촬상 필드의 광학 축(138)을 도시한다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 평탄화 시스템(100)은 카메라(136)에 의해 검출될 광과 화학 방사선을 조합하는 하나 이상의 광학 구성요소(다이크로익 미러, 빔 결합기, 프리즘, 렌즈, 미러 등)를 포함할 수 있다. 카메라(136)는 상판(108) 아래에 있으며 성형가능 재료(124)와 접촉하는 영역과 상판(108) 아래에 있지만 성형가능 재료(124)와 접촉하지 않는 영역 사이의 대비를 나타내는 파장의 광을 모으도록 구성되는 CCD, 센서 어레이, 라인 카메라 및 광검출기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 카메라(136)는 상판(108) 아래의 성형가능 재료(124)의 확산 및/또는 경화된 성형가능 재료(124)로부터의 상판(108)의 분리의 화상을 제공하도록 구성될 수 있다. 카메라(136)는 또한 성형가능 재료(124)가 표면(112)과 기판 표면 사이의 간극 사이에서 확산될 때 변화되는 간섭 줄무늬를 측정하도록 구성될 수 있다.
평탄화 시스템(100)은 기판 척(104), 기판 위치결정 스테이지(106), 상판 척(118), 평탄화 헤드(120), 유체 분배기(122), 방사선 공급원(126), 및/또는 카메라(136)와 같은 하나 이상의 구성요소 및/또는 서브시스템과 통신하는 하나 이상의 프로세서(140)(제어기)에 의해 조절, 제어, 및/또는 지시될 수 있다. 프로세서(140)는 비일시적 컴퓨터 메모리(142)에 저장된 컴퓨터 판독가능 프로그램 내의 명령어에 기초하여 동작될 수 있다. 프로세서(140)는 CPU, MPU, GPU, ASIC, FPGA, DSP, 및 범용 컴퓨터 중 하나 이상이거나 이를 포함할 수 있다. 프로세서(140)는 특별히 만들어진 제어기일 수 있거나 또는 제어기가 되도록 개조된 범용 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리의 예는 RAM, ROM, CD, DVD, Blu-Ray, 하드 드라이브, 네트워크 결합 스토리지(networked attached storage)(NAS), 인트라넷 접속 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 디바이스, 및 인터넷 접속 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 디바이스를 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
동작 시에, 평탄화 헤드(120), 기판 위치결정 스테이지(106) 중 어느 하나 또는 양자 모두는 성형가능 재료(124)로 충전되는 원하는 공간(3차원의 한정된 물리적 범위)을 형성하기 위해 상판(118)과 기판(102) 사이의 거리를 변화시킨다. 예를 들어, 평탄화 헤드(120)는, 본 명세서에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 상판이 성형가능 재료(124)의 액적과 접촉하여 이를 확산시키도록, 기판을 향해 이동될 수 있고 상판(108)에 힘을 인가할 수 있다.
평탄화 공정
평탄화 공정은 도 2a 내지 도 2c에 개략적으로 도시되는 단계를 포함한다. 도 2a에 도시되는 바와 같이, 성형가능 재료(124)는 기판(102) 상으로 액적 형태로 분배된다. 앞서 설명된 바와 같이, 기판 표면은 이전의 처리 동작에 기초하여 알 수 있거나 Zygo NewView 8200 같은 광학 간섭 효과에 기초한 프로파일로미터, AFM, SEM, 또는 광학 표면 프로파일러를 사용하여 측정될 수 있는 어떤 토포그래피를 갖는다. 퇴적된 성형가능 재료(124)의 국소 체적 밀도는 기판 토포그래피에 따라 달라진다. 이어서, 상판(108)은 성형가능 재료(124)와 접촉하는 상태로 위치결정된다.
도 2b는 상판(108)이 성형가능 재료(124)와 완전히 접촉된 후이지만 중합 공정이 시작되기 전의 접촉 단계 후를 도시한다. 상판(108)이 성형가능 재료(124)와 접촉할 때, 액적은 병합되어 상판(108)과 기판(102) 사이의 공간을 충전하는 성형가능 재료 막(144)을 형성한다. 바람직하게는, 충전 공정은 미충전 결함을 최소화하기 위해 상판(108)과 기판(102) 사이에 어떠한 공기 또는 가스 기포도 포획되지 않는 상태로 균일한 방식으로 일어난다. 중합 공정 또는 성형가능 재료(124)의 경화는 화학 방사선(예를 들어, UV 방사선)으로 개시될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 방사선 공급원(126)은 성형가능 재료 막(144)이 경화, 응고, 및/또는 교차-결합되어 기판(102) 상에 경화된 평탄화된 층(146)을 형성하게 하는 화학 방사선을 제공할 수 있다. 대안적으로, 성형가능 재료 막(144)의 경화는 또한 열, 압력, 화학 반응, 다른 유형의 방사선 또는 이들의 임의의 조합을 사용하여 개시될 수 있다. 일단 경화되면, 평탄화된 층(146)이 형성되고, 상판(108)은 그로부터 분리될 수 있다. 도 2c는 상판(108)의 분리 후의 기판(102) 상의 경화된 평탄화된 층(146)을 도시한다. 기판 및 경화된 층에는 이어서 예를 들어, 패터닝, 경화, 산화, 층 형성, 퇴적, 도핑, 평탄화, 에칭, 성형가능 재료 제거, 다이싱, 접합, 및 패키징 등을 포함하는 디바이스(물품) 제조를 위한 부가의 공지된 단계 및 공정이 행해질 수 있다. 기판은 복수의 물품(디바이스)을 생성하도록 처리될 수 있다.
상판과 기판 사이의 평탄화 재료의 확산, 충전, 및 경화
성형가능 재료 액적이 확산되고, 병합되며, 상판과 기판 사이의 간극을 충전함에 따라 상판(108)과 기판 사이에 공기 또는 가스 기포가 포획되는 것을 최소화하기 위한 하나의 방안은, 상판이 처음에 기판의 중심에서 성형가능 재료와 접촉하고 이 후 접촉이 중심 대 주변 방식으로 반경방향으로 더 진행되도록 상판을 위치결정하는 것이다. 이는 상판 내에 만곡 프로파일을 생성하도록 상판 또는 기판 또는 양자 모두의 편향 또는 휨을 요구한다. 그러나, 상판(108)이 전형적으로 기판(102)과 동일하거나 유사한 면적 치수인 것을 감안하면, 유용한 전체적인 상판 휨 만곡 프로파일은 상판의 상당한 수직 편향 및 상판 척 및 평탄화 조립체에 의한 동시 수직 운동 양자 모두를 필요로 한다. 이러한 상당한 수직 편향 및 운동은 제어, 정밀도, 및 시스템 설계 고려사항에 대해서 바람직하지 않을 수 있다. 이러한 상판 프로파일은, 예를 들어 배압을 상판의 내부 영역에 인가함으로써 얻어질 수 있다. 그러나, 그렇게 함에 있어서, 상판이 상판 척 상에 보유된 상태를 유지하기 위해서 여전히 주변 보유지지 영역이 요구된다. 상판 및 기판의 주변 에지 모두가 성형가능 재료 액적 확산 및 병합 동안 편평하게 척킹되는 경우, 이 편평한 척킹 영역에서는 상판 만곡 프로파일을 이용할 수 없을 것이다. 이는 액적 확산 및 병합과 상충될 수 있고, 이는 또한 그 영역에 미충전 결함을 초래할 수 있다. 또한, 일단 성형가능 재료의 확산 및 충전이 완료되면, 상판 척, 척킹된 상판, 성형가능 재료, 기판, 및 기판 척의 결과적인 스택은 과잉-구속된 시스템일 수 있다. 이는 결과적인 평탄화된 막 층의 불균일한 평탄화 프로파일을 야기할 수 있다. 즉, 이러한 과잉-구속된 시스템에서, 전방-후방 표면 편평도를 포함하는 상판 척으로부터의 모든 편평도 오차 또는 변화가 상판에 전달되고 평탄화된 막 층의 균일성에 영향을 미칠 수 있다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 일 실시예에서는, 도 3a 및 도 3b에 도시되는 바와 같이 다중-구역 상판 척(118)이 제공된다. 상판 척(118)은 중심 구역(301) 및 중심 구역(301) 주위의 일련의 링 구역(303)을 포함한다. 링 구역(303)은 상판 척(118)의 에지, 주변부 또는 주연부 주위에 주변 링 구역(303b) 및 중심 구역(301)과 주변 링 구역(303b) 사이에 위치되는 복수의 내측 링 구역(303a)으로 형성될 수 있다. 다수의 링 구역(303)은 상판 척(118)의 표면으로부터 돌출하는 일련의 랜드(307)에 의해 형성될 수 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시되는 바와 같이, 랜드(307)는 중심 구역(301) 주위에 형성될 수 있다. 링 구역(303) 각각에는, 압력 공급원이 양의 압력 또는 음의 압력, 예를 들어 진공을 상판에 인가하게 하여 상판을 보유하기 위해서 적어도 하나의 포트(305)가 상판 척(118)을 통해 연결되도록 형성된다.
도 3b는 상판 척(118)의 측단면도를 도시한다. 랜드(307) 각각은 소정의 높이로 상판 척(118)의 표면으로부터 돌출한다. 랜드(307)는 주변 링 구역(303b)을 둘러싸는 주변 랜드(307b) 및 중심 구역(301)과 주변 링 구역(303b) 사이의 일련의 내측 랜드(307a)를 포함한다. 도 3b에 도시되는 바와 같이, 내측 랜드(307a)는 실질적으로 동일한 높이를 갖는 한편, 주변 랜드(307b)의 높이는 내측 랜드(307a)의 높이보다 작다. 상판 척(118)의 중심 구역(301)은 원형 공동의 형태일 수 있으며, 따라서 압력 공급원(도시되지 않음)은 보유된 상판의 중심 부분을 편향시키기 위해서 연관된 채널(308) 및 포트(305)를 통해 공기 또는 가스 압력을 인가할 수 있다. 진공 압력이 마찬가지로 동일한 채널 및 포트를 통해 중심 구역(301)에 인가될 수 있다. 상판 척(118)의 중심 구역(301)은 보유된 상판의 중심 부분과 정렬될 수 있다. 유사하게, 주변 링 구역(303a)은 보유된 상판의 주변부 또는 주연부와 정렬될 수 있다. 둘레 링 구역(303)에는 압력 또는 진공의 적용을 위해 각각의 채널(308) 및 포트(305)가 마찬가지로 제공된다.
도 4a 내지 도 4e를 참조하면, 퇴적된 성형가능 재료(124)의 액적을 접촉, 확산 및 병합하기 위한 공정이 도시되어 있다. 도 4a에 도시되는 바와 같이, 상판(108)이 성형가능 재료(124)와 접촉되기 전에, 양의 압력(화살표(P)로 표시됨)이 포트(305)를 통해서 보유된 상판(108)에 대해 상판 척(118)의 중심 구역(301)에 인가되어 상판(108)의 중심 부분을 성형가능 재료(124)를 향해 편향시킨다. 압력(P)은 도 4a에 도시되는 바와 같이 초기 편향을 미리결정된 범위에서 제어하고 상판(108)의 미리결정된 만곡을 유지하도록 중심 구역(301)에 인가된다. 한편, 음의 압력, 바람직하게는 진공(화살표(V)로 표시됨)이 상판 척(118)에 의해 상판(108)을 유지하기 위해 링 구역(303)의 포트(305)를 통해 상판(108)에 인가된다. 이 후, 상판(108)은 도 4b에 도시되는 바와 같이 성형가능 재료(124)의 액적과 초기 접촉하게 된다.
이 후, 중심 구역(301)에 근접한 내측 링 구역(303a)으로부터 진공(V)을 순차적으로 해제시킴으로써 상판(108)의 편향은 중심 부분으로부터 반경방향 외향 방향으로 연장된다. 이러한 방식에서, 상판이 기판에 접촉하여 일치됨에 따라 성형가능 재료의 액적들이 접촉하고, 확산되며, 병합되어 반경방향 외향으로 진행되는 유체 전방을 갖는 막 층을 형성한다. 진공이 내측 링 구역(303a)으로부터 순차적으로 해제되는 경우, 중심 구역(301)을 통해 인가되는 압력(P)은 원하는 값으로 유지된다. 압력(P)이 진공이 해제된 내측 링 구역(303a)의 채널(308) 및 포트(305)를 통해 상판(108)에 인가될 수도 있다. 도 4c에 도시되는 바와 같은 실시예에서, 진공이 내측 구역(301)에 가장 가까운 3개의 내측 링(303a)으로부터 순차적으로 해제되었고, 진공이 순차적으로 해제됨에 따라 압력(P)이 순차적으로 인가되었다. 평탄화 헤드는 또한 이러한 순차적인 진공 해제 및 가압 중에 하향으로 이동될 수 있다.
이 후, 상판(108)의 편향은, 주변 링 구역(303b)을 통해 인가된 진공(V)이 유지되는 동안 모든 내측 링 구역(303a)으로부터 진공이 해제될 때까지 순차적으로 반경 방향으로 더 연장된다. 내측 링 구역(303a) 각각에 대해, 일단 진공이 해제되면 압력(P)이 인가되기도 한다. 도 4d에 도시되는 바와 같이, 진공이 모든 내측 링 구역(303a)으로부터 해제되었을 때, 주변 구역(303b)을 통해 인가된 진공(V)을 통해 상판 척(118)에 의해 보유된 상태로 유지되는 기판(108)의 주연부를 제외하고 상판(108)은 편향되어 기판(102)에 일치된다. 이와 같이, 상판(108)의 에지는 기판(102)의 주연부에 분배된 성형가능 재료 액적의 최종 확산 및 병합을 위해 편향된 만곡 조건에 유지된다. 또한, 내측 랜드(307a)에 대해 더 낮은 주변 랜드(307b)는 이러한 만곡의 유지를 용이하게 한다.
이어서, 도 4e에서, 주변 링 구역(303b)을 통해 인가되는 진공(V)은 상판 척(118)으로부터 상판(108)을 완전히 해방시키기 위해 해제된다. 이는 다수의 장점을 제공한다. 첫 번째로, 만곡된 조건에서 보유된 주변 링 구역(303b)으로부터 상판(108)의 주연부를 해방시킴으로써, 나머지 성형가능 재료 액적의 확산 및 병합이 동일한 중심 대 주변 반경방향 방식으로 완료될 수 있고, 따라서 공기 또는 가스 포획 및 결과적인 미충전 결함을 계속해서 최소화한다. 구체적으로, 내측 랜드(307a)에 대해 리세스된 주변 랜드(307b)는 상판(108)이 해방 전에 원하는 만곡을 유지할 수 있게 한다. 두 번째로, 상판 척(118)으로부터 상판(108)을 완전히 해방시킴으로써, 척킹 조건으로 의한 상판(108)의 임의의 과잉-구속이 제거되어, 국소적인 불균일 평탄화를 감소시키는데, 그렇지 않을 경우 이러한 구속된 조건으로 인해 불균일 평탄화가 발생할 수 있다. 세 번째로, 상판 척(118)으로부터의 상판(108)의 해방은 임의의 척 비-편평도 오차 또는 변화의 상판(108)으로의 전달을 제거하며, 이는 또한 국소화된 불균일 평탄화 변화를 감소시킨다.
일단 상판(108)이 해방되면, 경화 에너지가 평탄화된 층을 형성하기 위해 성형가능 재료를 경화시키도록 인가될 수 있다. 전술한 바와 같이, 경화 공급원은 성형가능 재료(124)를 경화시키기 위한 광 빔일 수 있다. 일 실시예에서, 광 빔의 크기는 상판의 직경에 관해서 조정 또는 제어될 수 있다. 광 빔은 또한 미리결정된 각도로 기판 상에 입사되도록 제어될 수 있다. 경화 중에, 경화 공급원에 대한 기판(102)의 측방향 위치(즉, X-Y 평면)가 조정될 수 있다. 경화 공정 후에, 상판(108)은 상판 척(118)에 의해 재보유되고, 상판(108)은 이어서 본 명세서에서 추가로 설명된 바와 같이 기판으로부터 분리된다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이 설명된 평탄화 공정의 흐름도를 도시한다. 단계 501에서, 성형가능 재료 액적(124)이 기판(102) 상에 분배된다. 상판(108)의 중심 구역은 단계 S502에서 성형가능 재료 액적(124)을 향해 편향된다. 편향된 상판(108)은 이어서 단계 S503에서 성형가능 재료(124)와 접촉하도록 상판 척(118)에 의해 전진된다. 단계 S504에서, 상판(108)의 편향은 중심 구역으로부터 상판(108)의 주변부를 향해 연장된다. 상판 척(118)에 의한, 예를 들어 상판(108)의 주변부에 인가되는 진공에 의한 상판(108)을 보유지지하기 위한 힘의 인가는 그 후 정지되고, 따라서 상판(108)은 단계 S506에서 상판 척(118)으로부터 해방된다(즉, 척킹해제된다). 단계 S507에서 성형가능 재료(124)가 경화된다. 경화 후에, 상판(108)은 상판 척(118)에 의해 재보유되어 경화된 성형가능 재료(146)로부터 상판(108)을 분리한다.
예를 들어, 성형가능 재료(124)로서 UV 광경화성 재료를 사용할 때, 상판 척(118)은 UV 경화를 위해 높은 UV 광 투과율로(뿐만 아니라, 예를 들어, 도 1에 도시되는 바와 같이, 카메라(136)에 의한 촬상을 위해 높은 광 투과율로) 투과되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 공압 공급 채널(308) 및 포트(305), 구역(303) 및 랜드(307)는 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이 상판에 통합된다. 이들 구조는 UV 경화에 문제를 일으킬 수 있다. 특히, 채널(308) 및 랜드(307) 아래의 영역의 UV 투과율은 이러한 특징부를 갖지 않는 영역에 비해 상당히 감소될 수 있어, 성형가능 재료의 경화 부족 또는 불균일 경화를 초래할 수 있다. 이러한 현상은 종종 "음영 효과(shadowing effect)"라 지칭된다. 음영 효과는 랜드(307)의 에지에서 특히 중요할 수 있다. 추가로, 상판(100)이 랜드(307)에 척킹될 때, 2개의 표면이 서로 광학적으로 접촉하지 않기 때문에 얇은 공기 간극이 있을 것이다. 이러한 유형의 얇은 간극은 종종 UV를 완전히 차단할 수 있다. 이러한 현상은 랜드와 상판 사이의 "박막 효과"로서 알려져 있다.
상기 "음영 효과"에 대한 하나의 해결책은 상판 척으로부터 상판을 척킹해제(즉, 해방)한 후에 x, y 및/또는 θ 좌표에서 웨이퍼 스테이지 상의 기판 및 상판의 스택을 이동시키는 것을 포함한다. UV 노광 중에 이러한 방식으로 웨이퍼 스테이지를 이동시킴으로써, 채널, 포트, 및 랜드 아래에 남은 상판 및 기판의 영역은 척 특징부가 존재하지 않는 상판 척 아래의 영역으로 주기적으로 이동될 수 있다. 요구되는 상대 운동은 다음의 식 (1)으로부터 추정될 수 있다:
Figure pct00001
(1),
여기서, I m 은 운동 범위에 걸친 원하는 평균 강도이고, I h 는 척의 특징 영역에 걸친 높은 강도(즉, 최대 또는 "최대" 강도)이고, I l 는 대상 특징부에서의 강도(즉, 최저 또는 "낮은" 강도)이고, w h 는 I m 를 달성하기 위한 추정된 운동 범위이며, w l 는 대상 특징부 폭(예를 들어, 랜드, 포트 또는 채널의 폭)이다. 예를 들어, 비특징 영역에서 100% UV 투과율을 가정하고, 원하는 I m 이 그 값의 90%라고 가정하며, 또한 w i =1 mm이라고 가정하면, 식 (1)로부터, 원하는 상대 운동 범위 w h =8.0 mm이다. 대안적으로, UV 공급원은 상판 척에 입사하는 UV 광의 각도를 변화시키기 위해 상판 척에 대해 공급원을 기울이거나 틸팅함으로써 이동될 수 있으며, 이는 또한 대상 특징부 부근의 음영 효과를 감소시킬 수 있다. "박막 효과"는, 예를 들어 상판을 척킹해제하고 웨이퍼 스테이지를 상판 척으로부터 멀리 z 방향으로 이동시킴으로써 상판과 상판 척 사이에 충분한 간극을 생성하는 z축 방향의 상대 이동에 의해 회피될 수 있다. 전술한 다양한 해결책은 소정 영역에서 전체 UV 선량 균일성을 개선하고 음영 및 박막 효과를 최소화하기 위해 개별적으로 또는 조합하여 적용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 인가된 UV 광 빔은 기판 또는 상판보다 작거나, 그와 동일한 크기이거나, 또는 그보다 클 수 있다. 일 실시예에서, 인가된 UV 광 빔은 기판 전체를 UV 광에 계속 노출시키면서 상기 상대 운동(w h )을 수용하는 치수만큼 기판보다 클 수 있다.
경화된 평탄화 막 층으로부터의 상판의 분리
일단 성형가능 재료가 경화되고 평탄화된 막 층이 형성되면, 형성된 층으로부터 상판을 제거 또는 해방시킬 필요가 있다. 그러나, 상판 및 기판이 동일하거나 유사한 면적 치수를 갖는 경우, 형성된 층으로부터의 상판을 완전히 분리하기 위해서 필요할 때 상판과 형성된 층 사이의 분리 균열을 개시시키고 전파시키는 것은 어렵다. 이러한 문제는 도 6 내지 도 8에 도시되는 구조 및 방법에 의해 해결될 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시되는 바와 같이, 기판 척(604)은 기판(102) 상의 노치(608)와 정렬될 수 있는 척의 주연부에 위치된 후퇴가능 핀(606)을 포함한다. 이러한 노치(예를 들어, 웨이퍼 노치)는 처리 및 취급 중에 웨이퍼를 배향시킬 목적으로 반도체 웨이퍼에 공통적이다. 동작 시에, 후퇴가능 핀(606)은 기판(102) 상에 위치된 노치(608)와 정렬되어 위치결정된다. 분리를 개시하기 위해, 핀(606)은 도 6a에 도시되는 바와 같이 노치(608)를 통해 상향으로 이동하고 상판(108)의 에지에서 지점(610)과 접촉한다. 핀(606)에 의해 인가되는 힘은 상판(108)과 기판(102) 상의 경화된 층(146) 사이에서 분리 균열(601)을 개시시키기에 충분하다. 일단 균열(601)이 생성되면, 상판(108)의 에지는 상판 척(118)의 포트(305)를 통한 진공 압력의 인가에 의해 상판 척(118)을 향해 편향된다. 이는, 기판(102)으로부터 멀리 그리고 상판 척(118)을 향해 편향될 상판(108)의 에지를 위한 공간을 제공하는, 인접 랜드(307a)보다 짧은 상판 척(118)의 랜드(307b)에 의해 용이해진다. 균열(601)을 생성하기 위해 인가되는 힘은 상판, 평탄화된 막 층 및 기판의 기하학적 및 물리적 조건에 의존할 수 있다. 대안적으로, 도 6c에 도시되는 바와 같이, 균열(601)은 기판(102)과 상판(108) 사이에 양의 압력을 도입함으로써 생성될 수 있다. 여기서, 기판 척(614)은 양의 유체 압력 공급원(도시되지 않음)에 연결된 노즐(616)을 포함한다. 노즐(616)의 활성화 시에, 양의 유체 압력(PI)은 분리 균열(601)을 개시하기에 충분한 힘으로 노즐(616)을 통해 상판(118)의 에지에 있는 지점(610)으로 전달된다. 양의 유체 압력은 깨끗한 건조 공기, 헬륨, 또는 질소의 유동을 포함할 수 있다. 균열(601)을 생성하는 동안, 상판(102)은 상판 척(118)에 보유되고, 기판(102)은 기판 척(104)에 의해 보유된다.
도 7 및 도 8은 분리의 진행을 도시한다. 도 7a는 기판 상의 형성된 층과의 (음영 영역에 의해 표시된 바와 같은) 완전 접촉 상태의 상판(118)의 평면도를 도시한다. 도 7b에서, 분리 균열(601)은 전술한 바와 같이 개시되었다. 일단 균열(601)이 개시되면, 음의 압력 또는 진공의 높은 유동이 상판 척(118)의 외측 링 구역(303b)에 인가되어 상판(108)의 에지에 결합되고 외측 구역 링(303b) 둘레로 분리 균열(601)을 전파시킨다. 이러한 전파는 화살표(C)에 의해서 표시된 바와 같이 노치(608)로부터 양 방향으로 원주방향으로 진행된다. 외측 링 구역(303b)에 대한 균열(601)의 전파를 보조하기 위해, 균열 전파가 진행됨에 따라 추가의 측방향 공기 유동(도시되지 않음)이 기판(102)과 상판(108) 사이에 공급될 수 있다. 도 7c는 균열(601)이 외측 링 구역(303b) 둘레로 완전히 전파된 것을 도시한다.
일단 분리 균열이 외측 링 구역 둘레로 완전히 전파되면, 기판 상의 경화된 층으로부터의 상판(108)의 분리를 완료하기 위해 상향 운동이 상판(108)의 Z축 방향을 따라 인가될 수 있다. 도 8은 기판(102)으로부터 완전히 분리된 상판(108)을 도시한다. 분리를 완료할 때, 기판(102)에 대한 상판(108)의 상당한 상향 운동은 상판(108)과 기판(102) 사이의 나머지 내부 접촉 영역에 전단 응력을 유발할 수 있다. 대안적으로, Z-방향 운동은 더 조기의 원하는 위치에서 정지될 수 있고, 분리는 내측 및/또는 중심 링 구역에 대한 지속된 진공 압력 인가를 통해 전진 및 종결될 수 있다. 이러한 전단 응력은 지속된 분리 동안 내측 링 구역(303a) 및/또는 중심 구역(301) 중 하나 이상에 진공을 인가함으로써 최소화될 수 있다.
도 9는 도 7 및 도 8에 설명되고 도시되는 바와 같은 분리 공정의 흐름도를 도시한다. 단계 S901에서, 상판(108)과 경화된 층 사이에서 분리 균열이 개시된다. 이어서, 단계 S902에서 분리 균열이 상판(108)의 주연부 둘레로 전파된다. 단계 S903에서, 상판의 나머지 부분이 경화된 층으로부터 분리된다. 위에서 논의된 실시예에서, 상판(108)과 기판(102)의 분리는 가압 핀 또는 공기 압력과 같은 기계적인 힘에 의해 균열을 생성하는 단계, 균열을 전파시키기 위해 외측 구역에 진공 압력을 인가하는 단계, 상판(108)을 확실하게 보유지지하는 단계, 상판을 상향으로 척킹해제하는 것을 피하기에 충분한 안전한 힘으로 상판(108)을 Z 방향에서 상향으로 그리고 기판(102)으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 단계, 및 분리를 완료하기 위해 상향 Z 방향 이동 중에 상판(108)의 중심에 진공을 인가하는 단계를 포함한다. 대안적으로 또는 상기 Z 방향 운동 방안과 조합하여, 분리의 전파는 또한 기판의 하나 이상의 측면(도시되지 않음)으로부터 높은 압력으로 면내(또는 측방향) 지향 유동을 연속적으로 인가함으로써 달성될 수 있다.
도 6의 실시예에서, 균열 개시는 기계적인 핀(606)(도 6a) 또는 유체 노즐(616)(도 6b) 중 어느 하나에 의해 웨이퍼 노치(608)를 통해 인가되는 상향 힘에 의해 개시된다. 도 10은 분리 균열을 개시시키도록 구성되는 기판 척의 추가 실시예를 도시한다. 여기서, 기판 척(624)은 상판(108) 및 기판이 비-동심원으로 배치될 때 분리 균열을 개시시킬 수 있는 별개의 후퇴가능 핀(626)을 포함한다. 이러한 비-동심원 배치는 기판(102)을 넘어 돌출하는 상판(108)의 부분(628)을 초래한다. 균열(602)은 핀(626)의 이동을 통해 돌출 부분(110)에 힘을 인가함으로써 생성될 수 있다. 대안적으로, 돌출 부분(608)은 또한 기판보다 약간 더 큰 상판을 사용함으로써 획득될 수 있다. 이러한 방식으로, 상판(108)은 여전히 기판(102)과 동심원으로 배치될 수 있다. 어느 경우든, 기판 척(624)은, 분리 균열을 개시시키기 위해 상판 주연부 주위에 다수의 지점을 생성하기 위해 핀(626)으로부터 이격되는, 도 6a 또는 도 6b 또는 그 밖의 실시예에서와 같은, 기계적인 핀 또는 노즐을 더 포함할 수 있다.
상판 척
전술한 바와 같이, 상판(108)은 바람직하게는 압력 또는 진공(음의 압력)을 척킹 표면으로부터 연장되는 랜드(307)에 의해 형성되는 링 구역(303) 내의 상판과 척킹 표면 사이의 체적에 인가하는 상판 척(118)에 의해 보유 또는 지지된다. 최외측 랜드(307a)를 제외하고, 내측 랜드(307b)는 바람직하게는 인접한 내측 랜드(307b)들 사이의 간극의 깊이가 일정하게 유지되도록 동일한 높이를 갖는다. 가스 충전 또는 배출 응답 시간, 랜드 강성 특성, 팽창 또는 수축과 같은 제한적 열적 효과를 최소화하는 등의 이유로, 랜드 높이(즉, 간극의 깊이)는 일반적으로 매우 작게, 예를 들어, 약 수십 내지 수천 미크론 정도로 유지된다. 동작 시, 구역의 랜드에 대해 상판을 보유하도록 링 구역에 진공이 인가될 때, 상판-랜드 계면에 진공 시일이 생성된다. 그러나, 충분한 힘 또는 압력이 척킹 진공의 반대 방향에서 상판에 인가되는 경우, 기판은 척의 랜드로부터 상승될 수 있다. 상판과 랜드 사이의 소정의 간극에서는, 진공 시일 실패 또는 다른 누설로 인해 구역 내에서 진공 압력이 감소되거나 심지어 제로가 된다. 이어서, 상판은 척으로부터 의도치 않게 척킹해제될 수 있다. 또한, 상판이 척킹해제되지 않는 경우에도, 예를 들어 도 4 및 도 5의 공정에서 인접 링 구역에서 진공 압력을 순차적으로 해제하는 경우에, 진공 누설이 필요한 제어의 레벨을 방해할 수 있다. 외측 랜드에서의 이러한 누설은 또한 도 4 내지 도 5의 공정에서 상판의 원하는 외측 에지 만곡의 제어된 보유에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 유사하게, 외측 랜드 누설은 도 7 내지 도 9의 공정에서 분리 균열 개시 및 전파를 방해할 수 있다.
이러한 바람직하지 않은 누설에 대응하기 위해, 도 11a 및 도 11b에 도시되는 바와 같이 트렌치 구조(1109)를 통합하는 상판 척(1118)이 제공된다. 상판 척(118)과 유사하게, 상판 척(1118)은 마찬가지로 상판 척(1118)의 표면(1119)으로부터 돌출하는 일련의 내측 랜드(307a) 및 주변 랜드(307b)로 형성될 수 있는 복수의 랜드(307)를 포함한다. 도 11b 및 도 12에 도시되는 바와 같이, 표면(1119)은 상판(108)을 보유지지 또는 보유하기 위한 보유지지 또는 보유 표면이다. 일련의 내측 구역(303a)이 랜드(307a)에 의해 형성된다. 링 구역(303) 중 적어도 하나에서, 척(1118)의 표면으로부터 리세스되는 트렌치(1109)가 형성된다. 트렌치는 동심원이며 링 구역의 대응하는 랜드 사이에 위치결정될 수 있다. 내측 링 구역(303a)에 형성된 트렌치(1109a)는 연관된 내측 링 구역 폭과 관련하여 척(1118)의 중심에 대해 원위 위치에 위치결정된다. 대조적으로, 주변 링 구역(303b)에 형성된 트렌치(1109b)는 외측 구역 링 폭에 관해서 기판 척(1118)의 중심에 근접한 영역에 위치결정된다. 즉, 내측 링 구역(303a)에 형성된 트렌치(1109a)는 대응하는 내측 링 구역(303a)의 외경부에 형성되는 한편, 주변 링 구역(303b)에 형성된 트렌치(1109b)는 주변 구역(303b)의 내경부에 형성된다.
동작 시에, 트렌치(1109)는 트렌치에 대해 원위의 랜드와 상판 사이에 간극이 존재할 때도 상판에 지속적으로 작용하는 높은 진공 압력의 균일한 공급원을 제공하는 버퍼로서 작용한다. 이러한 방식에서, 진공의 순차적인 외향 반경방향 해제 및 중심 구역 및 인접 링 구역으로의 양의 압력의 인가는 제어된 방식으로 진행될 수 있다. 즉, 원위 랜드에서 간극을 생성하기에 충분하게 상판을 편향시킬 수 있는 양으로 인접 내측 구역에 양의 압력이 인가되는 때에도, 주어진 링 구역의 인가된 진공 압력은 유지될 수 있다. 즉, 트렌치(1109)의 제공은 의도된 공정에 대해 방해 없이 일부 누설이 허용될 수 있게 한다. 유사하게, 더 작은 외측 랜드 높이를 갖는 주변 링 구역에 위치되는 트렌치(1109b)는 외측 랜드에 작은 간극이 존재하는 경우에도 외측 링 구역에 적절한 진공 압력을 유지하도록 동작한다. 이는, 심지어 일부 누설이 존재하는 경우에도, 퇴적된 성형가능 재료 액적의 최종 확산 및 병합(도 4d 참조) 그리고 분리 균열 개시 및 전파(예를 들어, 도 6 참조) 모두를 위해서 상판의 외측 주연부가 원하는 만곡으로 유지될 수 있게 한다.
도 12는 예시적인 트렌치 구조(1109b)의 확대 단면도이다. 원하는 진공 완충 성능을 달성하기 위해 필요한 링 구역 내의 특정 트렌치 치수 및 관련 위치는 상판 척 랜드 높이 및 링 구역 폭에 의존한다. 도 12에 도시되는 예에서, 트렌치(1109b)는 링 구역(303b) 내에 위치되고 척 표면으로부터 리세스된다. 본 예에서, 외측 랜드(307b)는 내측 랜드(307a)의 높이(h2)보다 작은 높이(h1)를 갖는다. 전형적인 사용에서, 랜드 높이의 차이는 약 5 미크론 내지 약 50 미크론의 범위일 수 있다. 링 구역(303b)은 폭(d)을 갖는다. 트렌치(1109b)는 제1 에지가 랜드(307b)로부터 거리(d1)에 있고 제2 에지가 랜드(307a)로부터 거리(d2)에 있는 상태로 위치된다. 트렌치(1109b)는 깊이(h3) 및 폭(d3)을 갖는다. 본 실시예에서, 이들 파라미터 사이의 관계는 다음의 조건을 만족시킨다:
h1 <h2
h3 > 10h2
d3 < 0.5d
d1 > d2 + d3.
트렌치(1109b)를 압력 공급부(도시되지 않음)에 연결하는 포트(305)는 트렌치와 교차하거나 트렌치 내부에 달리 위치된다. 포트가 트렌치와 교차하지 않는 경우, 필요한 높은 압력은 유지될 수 없고, 트렌치는 비효율적이다. 위의 실시예에서, 외측 랜드(h1)는 누설이 일어날 것으로 예측되는 곳이다. 내측 링 트렌치(1109b)에 대해, 랜드 높이는 동일할 수 있는데, 즉 h1 = h2이다. 이 경우, 거리(d1)는 누설이 예상되는 지정된 랜드(즉, h1 또는 h2)로부터 측정된다. 예를 들어, 도 11a 및 도 11b의 실시예에서, 내측 링 구역(303a)은 도 4 및 도 5와 연관된 공정에서 설명된 바와 같이 링 구역의 순차적인 진공 해제 및 후속하는 가압 중에 내측 랜드에서의 누설을 경감하기 위해서 (척 중심으로부터 반경방향으로 측정될 때) 그 각각의 링 구역의 외측 랜드에 가깝게 위치결정되는 트렌치(1109a)를 포함한다.
다양한 양태의 추가의 변형예 및 대안적인 실시예가 이 설명의 견지에서 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 따라서, 이 설명은 단지 예시로서 해석되어야 한다. 본 명세서에 개시되고 설명된 형태는 실시예의 예로서 취해져야 한다는 것이 이해되어야 한다. 요소 및 재료는 본원에 도시되고 설명된 것에 대해 대체될 수 있고, 부품 및 공정은 반대로 될 수 있으며, 일부 특징은 독립적으로 이용될 수 있으며, 이들 모두는 본 설명의 도움을 받은 후에 통상의 기술자에게 명확할 것이다.

Claims (20)

  1. 상판 척에 의해 상판을 보유하는 단계;
    상기 상판을 기판을 향해 편향시키도록 압력을 인가하는 단계로서, 상기 상판의 편향은 반경 방향을 따라 서서히 연장되는, 압력을 인가하는 단계;
    상기 압력에 의해 상기 상판을 편향시키는 동안 상기 상판의 주변부에 인가되는 진공을 유지하고 상기 척에 의해 상기 상판을 계속해서 보유하는 단계;
    상기 상판의 상기 주변부로부터 상기 진공을 해제하는 단계; 및
    상기 척으로부터 상기 상판을 해방하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상판 척은 상기 상판의 중심 부분과 정렬되는 중심 구역 및 일련의 링 구역을 포함하고,
    상기 일련의 링 구역은, 상기 상판의 상기 주변부와 정렬되는 주변 링 구역, 및 상기 중심 구역과 상기 주변 링 구역 사이의 적어도 하나의 내측 링 구역을 포함하고,
    상기 상판을 편향시키도록 상기 압력을 인가하는 단계는,
    상기 중심 구역을 통해 상기 압력을 인가하고, 상기 일련의 링 구역을 통해 인가되는 상기 진공을 유지하는 단계;
    상기 상판의 상기 중심 부분이 상기 압력에 의해 편향된 후에 상기 링 구역으로부터 상기 진공을 해제하고 상기 내측 링 구역을 통해 상기 압력을 인가하는 단계; 및
    상기 주변 링 구역으로부터 상기 진공을 해제하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일련의 링 구역은 복수의 내측 링 구역을 포함하고, 상기 진공은 내측 구역으로부터 순차적으로 해제되며, 상기 압력은 상기 반경 방향으로 상기 내측 링을 통해 상판에 순차적으로 인가되는, 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    성형가능 재료 접촉물을 상기 기판 상에 분배하는 단계;
    상기 상판을 상기 성형가능 재료 접촉물과 접촉시키는 단계; 및
    상기 성형가능 재료 접촉물의 유동 전방에 대응하는 상판에 상기 압력을 인가하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 성형가능 재료 접촉물은 상기 기판 상에 퇴적되는 복수의 액적으로서 분배되는, 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 압력은 초기 높이를 결정된 범위로 제어하고 상기 상판의 미리결정된 만곡을 유지하도록 상기 중심 구역에 인가되는, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상판이 상기 척으로부터 해방된 후에 성형가능 재료 접촉물을 경화시키는 단계;
    경화 동안 경화 공급원에 대해 상기 상판의 측방향 위치를 이동시키는 단계;
    상기 척에 의해 상기 상판을 재보유하는 단계; 및
    경화된 상기 성형가능 재료 접촉물로부터 상기 상판을 분리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 다중-구역 척킹 시스템이며,
    기판을 보유하기 위한 기판 척;
    상판을 보유하기 위한 상판 척; 및
    상기 상판 척의 복수의 포트를 통해 상기 상판에 압력 및 진공을 인가하도록 구성되는 압력 공급원을 포함하고,
    상기 압력은, 상기 상판이 하나의 영역으로부터 다른 영역으로 서서히 상기 기판을 향해 편향되도록, 상기 상판의 복수의 영역에 순차적으로 인가되며,
    상기 진공은 상기 상판이 상기 압력에 의해 편향되는 동안 상기 상판의 주변부에 인가되는, 다중-구역 척킹 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상판 척은 상기 상판 척을 중심 구역 및 일련의 링 구역으로 형성하는 복수의 동심 랜드를 포함하고,
    상기 일련의 링 구역은, 상기 상판의 주변부와 정렬되는 주변 구역, 및 상기 중심 구역과 상기 주변 링 구역 사이의 적어도 하나의 내측 링 구역을 포함하고,
    상기 압력 공급원은 순차적으로,
    상기 일련의 링 구역의 상기 포트를 통해 상기 진공을 인가하는 동안 상기 중심 구역의 상기 포트를 통해 상기 압력을 인가하고,
    상기 내측 링 구역의 상기 포트를 통해 상기 압력을 인가하고 주변 링 구역에서 진공을 유지하며,
    상기 주변 링 구역의 상기 포트로부터 상기 진공을 해제하도록 구성되는, 다중-구역 척킹 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상판 척의 상기 중심 구역은, 상기 상판을 성형가능 재료와 접촉시키는 동안 상기 상판의 중심과 정렬되는 공기 공동을 포함하는, 다중-구역 척킹 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    성형가능 재료의 복수의 액적을 상기 기판 상에 분배하도록 구성되는 성형가능 재료 분배기를 더 포함하고,
    상기 상판 척은 상기 기판 상의 상기 성형가능 재료와 접촉하도록 상기 상판을 전진시키도록 구성되며,
    상기 압력 공급원은 상기 성형가능 재료의 유동 전방에 대응하는 영역에 상기 압력을 순차적으로 인가하도록 구성되는, 다중-구역 척킹 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상판이 상기 상판 척으로부터 해방된 후에 상기 성형가능 재료를 경화시키도록 구성되는 경화 공급원을 더 포함하는, 다중-구역 척킹 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기판 척은 상기 경화 공급원에 대해 상기 기판의 측방향 위치를 이동시키도록 구성되는, 다중-구역 척킹 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 경화 공급원은 경화 동안 상기 상판의 직경에 관해서 광 빔의 크기를 제어하도록 구성되는, 다중-구역 척킹 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 경화 공급원은 상기 상판에 입사하는 광 빔의 틸팅 각도를 제어하도록 구성되는, 다중-구역 척킹 시스템.
  16. 층을 형성하는 방법이며,
    성형가능 재료를 기판 상에 분배하는 단계;
    척에 의해 상판을 보유하고, 상기 척에 의해 상기 상판을 상기 성형가능 재료와 접촉하도록 전진시키는 단계;
    상기 상판이 하나의 영역으로부터 다른 영역으로 서서히 상기 기판을 향해 편향되도록, 상기 상판의 복수의 영역에 순차적으로 압력을 인가하는 단계;
    상기 상판이 상기 압력에 의해 편향되는 동안 상기 상판의 주변부에 진공을 인가하는 단계;
    상기 척으로부터 상기 상판을 해방시키는 단계; 및
    경화 공급원에 의해 상기 척 후에 상기 성형가능 재료를 경화시키는 단계를 포함하는, 층을 형성하는 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    경화 동안 상기 경화 공급원에 대해 상기 기판의 측방향 위치를 이동시키는 단계를 더 포함하는, 층을 형성하는 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 상판의 직경에 관해서 상기 경화 공급원의 광 빔의 크기를 제어하는 단계를 더 포함하는, 층을 형성하는 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 상판에 입사하는 광 빔의 틸팅 각도를 제어하는 단계를 더 포함하는, 층을 형성하는 방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상판 척에 의해 상기 상판을 재보유하는 단계; 및
    경화된 상기 성형가능 재료로부터 상기 상판을 분리하는 단계를 더 포함하는, 층을 형성하는 방법.
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