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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-28
(45)【発行日】2024-06-05
(54)【発明の名称】平坦化方法、物品を製造する装置および方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/027 20060101AFI20240529BHJP
H01L 21/683 20060101ALI20240529BHJP
B29C 59/02 20060101ALI20240529BHJP
【ＦＩ】
H01L21/30 502D
H01L21/68 N
B29C59/02 Z
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2021568422
(86)(22)【出願日】2020-07-17
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-14
(86)【国際出願番号】 US2020070290
(87)【国際公開番号】W WO2021030822
(87)【国際公開日】2021-02-18
【審査請求日】2023-05-02
(31)【優先権主張番号】16/542,066
(32)【優先日】2019-08-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003281
【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】チョイ， ビュン－ジン
(72)【発明者】
【氏名】バーメスバーガー， セス ジェイ．
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 真樹
(72)【発明者】
【氏名】ウストゥルク， ウスカン
【審査官】大門 清
(56)【参考文献】
【文献】特表２００７－５２４５０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１２－５３２４４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１０７８６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／１８３２６３（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
Ｂ２９Ｃ ５９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
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。
【請求項2】
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。
【請求項3】
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。
【請求項4】
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。
【請求項5】
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。
【請求項6】
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。
【請求項7】
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。
【請求項8】
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。
【請求項9】
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。
【請求項10】
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。
【請求項11】
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。
【請求項12】
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。
【請求項13】
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。
【請求項14】
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。
【請求項15】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板処理に関し、より詳細には、半導体製造における表面の平坦化に関する。
【背景技術】
【0002】
平坦化技術は、半導体デバイスを製造する際に役立つ。例えば、半導体デバイスを作成するための工程は、基板への材料の追加および除去を繰り返し含む。このプロセスは、不規則な高さ変動（すなわち、トポグラフィ）を有する層状基板を生成する可能性があり、より多くの層が追加されるにつれて、基板高さ変動が増大する可能性がある。高さの変動は、層状基板にさらなる層を追加する能力に負の影響を及ぼす。他方、半導体基板（例えば、シリコンウェハ）自体は常に完全に平坦ではなく、初期表面高さ変動（すなわち、トポグラフィ）を含んでもよい。この問題に対処する一つの方法は、積層ステップ間で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、平面表面上のパターニングから利益を得る。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）、臨界寸法（ＣＤ）、および臨界寸法均一性を改善する。極端紫外リソグラフィー（ＥＵＶ）では、平坦化は特徴配置とＤＯＦを改善する。ナノインプリントリソグラフィー（ＮＩＬ）では、平坦化により、パターン転写後の特徴充填とＣＤ制御が改善される。
【0003】
インクジェットベース適応平坦化（ＩＡＰ）と呼ば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のドロップパターンを分配することを含み、ここで、ドロップパターンは、基板トポグラフィーに依存して変化する。次に、スーパーストレートを重合性材料に接させ、その後、材料を基板上で重合させ、スーパーストレートを除去する。ＩＡＰ技術を含む平坦化技術の改良は、例えば、全ウエハ処理および半導体デバイス製造を改良するために望まれている。
【発明の概要】
【0004】
本願の特許請求の範囲に記載された１つの発明は、方法に係り、前記方法は、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。
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。
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。
【0005】
前記スーパーストレートチャックは、前記スーパーストレートの中心部分と整列した中心ゾーンと、一連のリングゾーンとを含みうる。前記一連のリングゾーンは、前記スーパーストレートの前記周囲と整列した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む。前記スーパーストレートを反らせる前記圧力を与えるステップは、前記中心ゾーンを通して前記圧力を与え、前記一連のリングゾーンを通して与えられる前記真空を維持することと、前記スーパーストレートの前記中心部分が前記圧力によって反った後に、前記リングゾーンから前記真空を解放し、前記内側リングゾーンを通して前記圧力を与えることと、前記周辺リングゾーンから前記真空を解放すること、を更に含んでもよい。
【0006】
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でもよい。前記真空は、内側ゾーンから順次に解放され、前記圧力は、前記内側リングを通して前記半径方向に順次に前記スーパーストレートに与えられる。前記方法は、前記基板上に成形可能材料コンタクトを分配することと、前記スーパーストレートを前記成形可能材料コンタクトと接触させることと、前記成形可能材料コンタクトの流れの先端に対応する前記スーパーストレートに圧力を与えることと、を更に含んでもよい。前記成形可能材料コンタクトは、前記基板上に堆積された複数の液滴として分配される。前記圧力は、所定の範囲で初期高さを制御し、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、前記中心ゾーンに与えられうる。
【0007】
前記方法は、前記スーパーストレートが前記スーパーストレートチャックから解放された後、前記成形可能材料コンタクトを硬化させることと、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ことと、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ことと、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コンタクトから分離することと、を更に含んでもよい。
【0008】
また、マルチゾーンチャッキングシステムが提供される。前記マルチゾーンチャッキングシステムは、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を備える。前記システムは、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および真空を与える圧力源を更に備える。好ましくは、前記圧力は、前記スーパーストレートの１つの領域から他の領域が徐々に前記基板に向かって反るように、前記スーパーストレートの複数の領域に順次に与えられる。前記真空は、前記圧力によって前記スーパーストレートが反っている間、前記スーパーストレートの周囲に与えられる。
【0009】
前記スーパーストレートチャックは、前記スーパーストレートチャックを中心ゾーンと、一連のリングゾーンとに画定する複数の同心ランドを含んでもよく、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囲と位置合わせされる周辺ゾーンと、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む。前記圧力源は、前記一連のリングゾーン内の前記ポートを介して前記真空を与えながら、前記中心ゾーン内の前記ポートを介して前記圧力を与え、前記内側リングゾーン内の前記ポートを介して前記圧力を与え、前記周辺リングゾーンにおける真空を維持し、前記周辺リングゾーン内の前記ポートから前記真空を解放する、ことを順に行う。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と前記成形可能材料とを接触させながら、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。前記マルチゾーンチャッキングシステムは、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てもよい。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前進させ、前記圧力源は、前記成形可能材料の流れの先端に対応する前記領域に圧力を順次に与える。
【0010】
前記マルチゾーンチャッキングシステムは、前記スーパーストレートが前記スーパーストレートチャックから解放された後に前記成形可能材料を硬化させる硬化源をさらに備えてもよい。前記基板チャックは、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。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。前記硬化源は、前記スーパーストレートに入射する前記光ビームの傾斜角を制御する。
【0011】
また、層を形成するための方法が提供される。前記方法は、基板上に成形可能材料を分配することと、スーパーストレートをチャックで保持し、前記チャックで前記スーパーストレートを前進させて前記成形可能材料と接触させることとを含む。前記スーパーストレートのある領域から他の領域が徐々に前記基板に向かって反るように、前記スーパーストレートの複数の領域に順次に圧力が与えられる。前記圧力によって前記スーパーストレートが反っている間に、前記スーパーストレートの周囲に真空が与えられる。前記スーパーストレートは、その後、前記チャックから解放される。その後、硬化源を使って前記成形可能材料を硬化させる工程が実施される。
【0012】
前記方法は、硬化中に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更に含んでもよい。前記硬化源の光ビームの大きさは、前記スーパーストレートの直径を基準として制御されてもよい。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は、制御されてもよい。前記方法は、前記スーパーストレートチャックによって前記スーパーストレートを再保持することと、前記スーパーストレートを前記硬化した成形可能材料から分離することとを含む。
【0013】
本本開示のこれらおよび他のオブジェクト、特徴、および利点は、添付の図面および提供される特許請求の範囲と併せて、本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のであろう。
【図面の簡単な説明】
【0014】
本発明の特徴および利点が詳細に理解され得るように、本発明の実施形態のより具体的な説明は、添付の図面に示される実施形態を参照することによってなされ得る。しかし、添付の図面は本発明の典型的な実施形態を示すに過ぎず、したがって、本発明は他の等しく有効な実施形態を認めることができるので、本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではないことに留意されたい。
【図1】平坦化システムを示す図。
【図2A】平坦化システムを示す図。
【図2B】平坦化システムを示す図。
【図2C】平坦化システムを示す図。
【図3A】一実施形態におけるマルチゾーンストレートチャックを示す図。
【図3B】一実施形態におけるマルチゾーンストレートチャックを示す図。
【図4A】基板上に層を形成するためのスーパーストレートチャックの動作を示す図。
【図4B】基板上に層を形成するためのスーパーストレートチャックの動作を示す図。
【図4C】基板上に層を形成するためのスーパーストレートチャックの動作を示す図。
【図4D】基板上に層を形成するためのスーパーストレートチャックの動作を示す図。
【図4E】基板上に層を形成するためのスーパーストレートチャックの動作を示す図。
【図6A】１つの実施形態において基板とスーパーストレートとの積層体のエッジにおいて誘起される分離クラックを示す図。
【図6B】分離クラックを誘起する基板ノッチと格納可能ピンとの位置合わせを示す図。
【図6C】他の実施形態において基板とおよびスーパーストレートの積層体のエッジにおいて誘起される分離クラックを示す図。
【図7A】分離クラックが誘起され、基板およびスーパーストレートの積層体の周辺に伝播されるときの積層体の上面図。
【図7B】分離クラックが誘起され、基板およびスーパーストレートの積層体の周辺に伝播されるときの積層体の上面図。
【図7C】分離クラックが誘起され、基板およびスーパーストレートの積層体の周辺に伝播されるときの積層体の上面図。
【図8】分離された基板とスーパーストレートを示す図。
【図10】基板およびスーパーストレートの積層体のエッジで誘起される分離クラックを示す図。
【図11A】改良されたゾーンシールを有する他の実施形態におけるマルチゾーンスーパーストレートチャックを示す図。
【図11B】改良されたゾーンシールを有する他の実施形態におけるマルチゾーンスーパーストレートチャックを示す図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図１は、平坦化のためのシステムを示す。平坦化システム１００は、基板１０２上の膜を平坦化するために使用される。基板１０２は、基板チャック１０４に結合されてもよい。基板チャック１０４はバキュームチャック、ピンタイプチャック、グルーブタイプチャック、静電チャック、電磁気チャック等であってもよいが、これらに限定されない。
【0016】
基板１０２および基板チャック１０４は、基板位置決めステージ１０６によってさらに支持されてもよい。基板位置決めステージ１０６は、ｘ、ｙ、ｚ、θ、ψ、及びφ軸のうちの１つ以上の軸に沿って並進及び／又は回転運動を提供することができる。また、基板位置決めステージ１０６、基板１０２、及び基板チャック１０４は、ベース（図示せず）上に位置決めされてもよい。基板位置決めステージは、位置決めシステムの一部であってもよい。
【0017】
基板１０２から離間して配置されているのは、基板１０２に対向する作動面１１２を有するスーパーストレート１０８である。スーパーストレート１０８は、溶融シリカ、石英、ケイ素、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、メタル、硬化サファイヤなどを含むが、これらに限定されない材料から形成されてもよい。一実施形態では、スーパーストレートは、ＵＶ光に対して容易に透明である。表面１１２は、一般に、基板１０８の表面と同じ面積サイズであるか、またはわずかに小さい。
【0018】
スーパーストレート１０８は、スーパーストレートチャック１１８に連結されていてもよく、又は保持されていてもよい。スーパーストレートチャック１１８は、バキュームチャック、ピンタイプチャック、溝タイプチャック、静電チャック、電磁気チャック、および／または他の同様のチャックタイプであってもよいが、これらに限定されない。スーパーストレートチャック１１８は、スーパーストレート１０８を横切って変化する応力、圧力、及び／又は歪みをスーパーストレート１０８に与えるように構成することができる。一実施形態では、スーパーストレートチャックは、同様に、ＵＶ光に対して容易に透過性である。スーパーストレートチャック１１８はゾーンベースの真空チャック、アクチュエータアレイ、圧力ブラダ等のシステムを含んでもよく、これは、スーパーストレート１０８の背面に圧力差分を与えてテンプレートを反らせたり、変形させたりすることができる。一実施形態では、スーパーストレートチャック１１８がスーパーストレートの裏面に圧力差を与えることができるゾーンベースの真空チャックを含み、以下でさらに詳述するように、スーパーストレートを反らせたり、変形させたりする。
【0019】
スーパーストレートチャック１１８は、位置決めシステムの一部である平坦化ヘッド１２０に結合することができる。平坦化ヘッド１２０は、ブリッジに移動可能に結合されてもよい。平坦化ヘッド１２０は、スーパーストレートチャック１１８を少なくともｚ軸方向、および潜在的に他の方向（例えばｘ、ｙ、θ、ψ、φ軸）に基板１０２に対して移動させるように構成された、ボイスコイルモータ、圧電モータ、リニアモータ、ナットおよびスクリューモータなどの１つ以上のアクチュエータを含んでもよい。
【0020】
平坦化システム１００は、流体ディスペンサ１２２をさらに備えることができる。流体ディスペンサ１２２はまた、ブリッジに移動可能に連結されてもよい。一実施形態では、流体ディスペンサ１２２および平坦化ヘッド１２０が全ての位置決め成分のうちの１つ以上を共有する。代替の実施形態では、流体ディスペンサ１２２および平坦化ヘッドが互いに独立して移動する。流体ディスペンサ１２２を使用して、基板１０２上に液状成形可能材料１２４（例えば、光硬化性重合性材料）の液滴を堆積させることができ、堆積される材料の体積は、そのトポグラフィプロファイルに少なくとも部分的に基づいて、基板１０２の領域にわたって変化する。異なる液体ディスペンサ１２２は、成形可能材料１２４を分配するために様々な技術を使用することができる。成形可能材料１２４が噴射可能である場合、インクジェットタイプディスペンサを使用して成形可能材料を分配することができる。例えば、サーマルインクジェッティング、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ティング、弁ジェット、および圧電インクジェッティングは、ジェッタブル液体を分配するための一般的な技術である。
【0021】
平坦化システム１００は、化学線エネルギ、例えば紫外線を露光経路１２８に沿って方向付ける放射線源１２６を含む硬化システムをさらに含むことができる。平坦化ヘッド１２０及び基板位置決めステージ１０６は、露光経路１２８と重ね合わせてスーパーストレート１０８及び基板１０２を位置決めするように構成することができる。放射源１２６は、スーパーストレート１０８が成形可能材料１２８に接触した後、露光経路１２８に沿って化学線エネルギを送る。図１は、スーパーストレート１０８が成形可能材料１２４と接していないときの露光経路１２８を示す。これは、個々の成分の関連する配置を容易に識別することができるように、例示の目的で行われる。当業者であれば、スーパーストレート１０８を成形可能材料１２４に当接させても、露光経路１２８は実質的に変化しないことを理解するのであろう。
【0022】
平坦化システム１００はさらに、平坦化処理中にスーパーストレート１０８が成形可能材料１２４に接触するときに、成形可能材料１２４の広がりを見るように配置されたカメラ１３６を備えることができる。図１は、フィールドカメラの画像フィールドの光軸１３８を示している。図１に示されるように、平坦化システム１００は、化学線とカメラ１３６によって検出される光とを組み合わせる１つまたは複数の光学構成要素（ダイクロイックミラー、ビームコンバイナ、プリズム、レンズ、ミラーなど）を含んでもよい。カメラ１３６は１つ以上のＣＣＤ、センサアレイ、ラインカメラ、および光検出器を含むことができ、これらは、スーパーストレート１０８の下で成形可能材料１２４と接触している領域と、スーパーストレート１０８の下であるが成形可能材料１２４と接触していない領域との間の対比を示す波長で光を集めるように構成される。カメラ１３６は、スーパーストレート１０８の下の成形可能材料１２４の広がり、および／または硬化した成形可能材料１２４からのスーパーストレート１０８の分離の画像を提供するように構成されてもよい。また、成形可能材料１２４が表面１１２と基板表面との間のギャップに広がるにつれて変化する干渉縞を測定するようにカメラ１３６を構成することもできる。
【0023】
平坦化システム１００は、基板チャック１０４、基板位置決めステージ１０６、スーパーストレートチャック１１８、平坦化ヘッド１２０、液体ディスペンサ１２２、放射源１２６、および／またはカメラ１３６などの１つまたは複数の構成要素および／またはサブシステムと通信する１つまたは複数のプロセッサ１４０（制御装置）によって、調整、制御、および／または指示されてもよい。プロセッサ１４０は、非一時的コンピュータメモリ１４２に記憶されたコンピュータ読み取り可能プログラム内の命令に基づいて動作することができる。プロセッサ１４０は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、および汎用コンピュータのうちの１つ以上であってもよく、またはそれらを含んでもよい。プロセッサ１４０は汎用のコントローラであってもよいし、コントローラに適合する汎用の計算するデバイスであってもよい。一時的でないコンピュータ可読可能なメモリとしては例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ－Ｒａｙ、ハードディスク、ネットワーク接続されたアタッチドストレージ、イントラネット接続された一時的でないコンピュータ可読可能なストレージデバイス、およびインターネット接続された一時的でないデバイスが挙げられるが、これらに限定されない。
【0024】
動作において、平坦化ヘッド１２０、基板配置ステージ１０６、又は両方は、スーパーストレート１１８と基板１０２との間の距離を変化させて、成形可能材料１２４で満たされる所望の空間（３次元での有界な物理的広がり）を規定する。例えば、平坦化ヘッド１２０は基板に向かって移動されてよく、本明細書でさらに詳述されるように、スーパーストレートが成形可能材料１２４の液滴に接触し、それを広げるように、スーパーストレート１０８に力を印加し得る。
【0025】
平坦化プロセス
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。
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。
【0026】
図２Ｂは、スーパーストレート１０８が成形可能材料１２４と完全に接触した後であるが、重合工程が開始する前の、接触後のステップを示す。スーパーストレート１０８が成形可能材料１２４に接触すると、液滴は融合して、スーパーストレート１０８と基板１０２との間の空間を満たす成形可能材料膜１４４を形成する。好ましくは、充填プロセスが非充填欠陥を最小限に抑えるために、スーパーストレート１０８と基板１０２との間に空気または気泡が捕捉されることなく、均一に行われる。成形可能材料１２４の重合工程または硬化は化学線（例えば、紫外線）で開始されてもよい。例えば、図１の放射線源１２６は、成形可能材料膜１４４を硬化させ、固化させ、及び／又は交差リンクさせ、基板１０２上に硬化した平坦化層１４６を画定する化学線を提供することができる。あるいは、成形可能材料膜１４４の硬化は、熱、圧、化学反応、他のタイプの放射、またはこれらの任意の組み合わせを使用することによって開始されてもよい。硬化されると、平坦化層１４６が形成され、スーパーストレート１０８は、そこから分離され得る。図２Ｃは、スーパーストレート１０８の分離後の基板１０２上の硬化した平坦化層１４６を示す。次いで、基板および硬化層は、例えば、パターン化、硬化、酸化、層形成、蒸着、ドープ、平坦化、エッチング、成形可能材料除去、ダイシング、結合、およびパッケージ化などを含む、デバイス（物品）製造のためのさらなる公知のステップおよびプロセスに供されうる。基板は、複数の物品（デバイス）を製造するために処理されてもよい。
【0027】
スーパーストレートと基板との間の平坦化材料の拡散、充填、および硬化
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。
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。
【0028】
上記課題を解決するために、一実施形態では、図３Ａ、図３Ｂに示されるように、マルチゾーンスーパーストレートチャック１１８が提供される。スーパーストレートチャック１１８は、中心ゾーン３０１と、中心ゾーン３０１の周りの一連のリングゾーン３０３とを含む。これらのリングゾーン３０３は、スーパーストレートチャック１１８のエッジ、周囲、あるいは周辺に沿ったリングゾーン３０３ｂと、中心ゾーン３０１と周辺リングゾーン３０３ｂとの間に位置する複数の内側リングゾーン３０３ａとに画定されてもよい。複数のリングゾーン３０３は、スーパーストレートチャック１１８の表面から突出する一連のランド３０７によって画定されてもよい。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、これらのランド３０７は、中央ゾーン３０１の周りに形成することができる。複数のリングゾーン３０３のそれぞれにおいて、少なくとも１つのポート３０５が形成されて、スーパーストレートチャック１１８によって保持されたスーパーストレートに対してスーパーストレートチャック１１８を介して接続され、圧力源が正圧または負圧、例えば、真空を与えることを可能にする。
【0029】
図３Ｂは、スーパーストレートチャック１１８の側断面図を示す。複数のランド３０７の各々は、スーパーストレートチャック１１８の表面からある高さをもって突出する。複数のランド３０７は、周辺リングゾーン３０３ｂを取り囲む周辺ランド３０７ｂと、中央ゾーン３０１と周辺リングゾーン３０３ｂとの間の一連の内側ランド３０７ａとを含む。図３Ｂに示すように、これらの内側ランド３０７ａは実質的に同じ高さを有するが、周辺ランド３０７ｂの高さは内側ランド３０７ａの高さよりも低い。スーパーストレートチャック１１８の中心ゾーン３０１は、円形キャビティの形態であってもよく、その結果、圧力源（図示せず）は、保持されたスーパーストレートの中心部分を反らせるために、関連するチャネル３０８およびポート３０５を通して空気または気体の圧力を与えることができる。同様に、真空圧が、同じチャネルおよびポートを介して中心ゾーン３０１に与えられてもよい。スーパーストレートチャック１１８の中心ゾーン３０１は、保持されるスーパーストレートの中心部分と整列されうる。同様に、周辺リングゾーン３０３ａは、保持されるスーパーストレートの周囲あるいは周辺と整列されうる。周辺リングゾーン３０３には、同様に、圧力または真空を与えるためのチャネル３０８およびポート３０５が設けられている。
【0030】
図４Ａ～図４Ｅを参照すると、堆積された成形可能材料１２４の液滴を接触させ、広げ、融合させるための方法が示されている。図４Ａに示すように、スーパーストレート１０８を成形可能材料１２４に接触させる前に、陽圧（矢印Ｐで示す）がスーパーストレートチャック１１８の中心ゾーン３０１へポート３０５を通して、保持されたスーパーストレート１０８に与えられ、スーパーストレート１０８の中心部を成形可能材料１２４に向けて反らせる。圧力Ｐは、図４Ａに示すように、所定の範囲で初期の反りを制御し、スーパーストレート１０８の所定の曲率を維持するために、中心ゾーン３０１に与えられる。一方、負圧、好ましくは、真空（矢印Ｖで示す）がリングゾーン３０３内のポート３０５を通してスーパーストレート１０８に与えられ、スーパーストレートチャック１１８によってスーパーストレート１０８を保持する。次に、スーパーストレート１０８は、図４Ｂに示すように、成形可能材料１２４の液滴との初期の接触がなされる。
【0031】
次いで、真空（Ｖ）を中心ゾーン３０１に近い内側ゾーン３０３ａから順次に解放することによって、スーパーストレート１０８の反りは、中心部分から径方向外側方向に拡張される。このようにして、成形可能材料の液滴を接触させ、広げ、融合させて、スーパーストレートが基板に接触し、基板に倣うにつれて径方向外側方向に進行する流体フロントを有する膜層を形成する。真空が内側ゾーン３０３ａから順次に解放されるとき、中心ゾーン３０１を通して与えられる圧力Ｐは、所望の値に維持される。真空が解放された内側ゾーン３０３ａ内のチャネル３０８及びポート３０５を通してスーパーストレート１０８に圧力Ｐを与えることもできる。図４Ｃに示すような実施形態では、真空が内側ゾーン３０１に最も近い３つの内側リング３０３ａから順次に解放され、真空が順次に解放されるにつれて圧力Ｐが順次に与えられる。平坦化ヘッドは、この順次に真空解放および加圧中に下方に動かすこともできる。
【0032】
次いで、スーパーストレート１０８の反りは、真空が全ての内側リングゾーン３０３ａから解放されるまで、順次に径方向に拡張され、一方、周辺リングゾーン３０３ｂを介して印加される真空Ｖは維持される。内側ゾーン３０３ａのそれぞれに対して、真空が解放された後に圧力Ｐも与えられる。図４Ｄに示すように、真空が全ての内側リングゾーン３０３ａから解放されたとき、スーパーストレート１０８は、周辺ゾーン３０３ｂを通して印加された真空Ｖを介してスーパーストレートチャック１１８によって保持されたままである基板１０８の周辺部を除いて、基板１０２に倣うように反る。したがって、スーパーストレート１０８の縁部は基板１０２の周辺に分配された成形可能材料液滴の最終的な広がりおよび融合のために、反った湾曲状態のままである。さらに、内側ランド３０７ａよりも低い周辺ランド３０７ｂは、このような湾曲の維持を容易にする。
【0033】
図４Ｅにおいて、スーパーストレート１０８を完全にスーパーストレートチャック１１８から解放するために、周辺リングゾーン３０３ｂを通して印加された真空Ｖが、次いで解放される。これは、複数の利点を提供する。第一に、湾曲した状態で保持されていた周辺リングゾーン３０３ｂからスーパーストレート１０８の周辺を解放することによって、残りの成形可能材料液滴の広がりおよび融合を、同様の中心から周辺に向かう径方向の様式で完了させることができ、したがって、空気またはガスの捕捉および結果としての未充填欠陥を最小化し続けることができる。具体的には、内側ランド３０７ａに対して凹んでいる周辺ランド３０７ｂは、スーパーストレート１０８が解放前に所望の曲率を維持することを可能にする。第二に、スーパーストレートチャック１１８からスーパーストレート１０８を完全に解放することによって、チャッキング条件によるスーパーストレート１０８の何らかの過度の拘束も除去され、それによって、このような拘束条件のために起こり得る局所的な不均一な平坦化が低減される。第三に、スーパーストレートチャック１１８からスーパーストレート１０８を解放することにより、任意のチャックの非平坦性エラー又は変動がスーパーストレート１０８に伝達されることがなくなり、これにより、局所的な非均一平坦化変動も低減される。
【0034】
スーパーストレート１０８が解放されると、硬化エネルギを印加して成形可能材料を硬化させ、平坦化層を形成することができる。前述のように、硬化源は、成形可能材料１２４を硬化させるための光ビームであってもよい。一実施形態では、光ビームの大きさはスーパーストレートの直径を参照して調整又は制御されてもよい。光ビームは、所定の角度で基板に入射するように制御することもできる。硬化中、硬化源に対する基板１０２の横方向位置（すなわち、ＸＹ平面内）を調整することができる。硬化プロセスの後、スーパーストレート１０８は、スーパーストレートシュート１１８によって再保持され、スーパーストレート１０８は、以下においてさらに説明されるように、基板から分離される。
【0035】
図５は、図３および図４に示されるように記載された平坦化プロセスのフローチャートを示す。ステップ５０１において、成形可能材料液滴１２４が基板１０２上に分配される。スーパーストレート１０８の中央領域は、ステップＳ５０２において、成形可能材料液滴１２４に向かって反らされる。次いで、反らされたスーパーストレート１０８は、スーパーストレートチャック１１８によって前進され、ステップＳ５０３において成形可能材料１２４と接する。スーパーストレート１０８の反りは、ステップＳ５０４において、中心領域からスーパーストレート１０８の周辺に向かって拡張される。スーパーストレート１０８をスーパーストレートチャック１１８によって保持するための力の印加は、例えば、スーパーストレート１０８の周辺に印加された真空によって停止され、スーパーストレート１０８がステップＳ５０６においてスーパーストレートチャック１１８から解放される（すなわち、チャック解除される）。成形可能材料１２４は、ステップＳ５０７において硬化される。硬化後、スーパーストレート１０８は、スーパーストレートシュート１１８によって再保持され、スーパーストレート１０８を硬化した成形可能材料１４６から分離する。
【0036】
例えば、成形可能材料１２４としてＵＶ光硬化性材料を使用する場合、スーパーストレートチャック１１８は、高ＵＶ光透過性ＵＶ硬化（ならびに、例えば、図１に示されるように、カメラ１３６によって撮像するための高光透過性）で透明であることが望ましい。上述したように、空気圧給気チャネル３０８及びポート３０５、ゾーン３０３、及びランド３０７は、図３及び図４に示すように、スーパーストレートに一体化されている。これらの構造は、紫外線硬化に支障をきたすことがある。特に、チャネル３０８及びランド３０７の下の領域における紫外線透過率は、そのようなフィーチャを有しない領域と比較して著しく低減され、成形可能材料の硬化不足又は不均一な硬化をもたらす。この現象は「シャドーイング効果」と呼ばれることがあり、特にランド３０７の端部でシャドーイング効果が顕著になることがあり、また、スーパーストレート１００をランド３０７にチャックすると、２つの表面が光学的に接触しないためにエアギャップが薄くなることがあり、この薄いギャップのタイプによって紫外線が完全に遮られることがあり、この現象はランドとスーパーストレートとの間の「薄膜効果」として知られている。
【0037】
上記の「シャドウ効果」に対する一つの解決策はスーパーストレートをスーパーストレートチャックから脱チャック（すなわち、解放）した後に、ｘ、ｙ及び／又はθ座標でウエハステージ上にスーパーストレート及び基板の積層体を移動させることを含む。紫外線露光中にこのようにウエハステージを移動させることによって、チャネル、ポート、およびランドの下に留まっていたであろうスーパーストレートおよび基板の領域を、チャックフィーチャが存在しないスーパーストレートチャックの下方の領域に周期的に移動させることができる。要求される相対運動は、以下の式（１）から推定することができる。
【0038】
【数1】
【0039】
ここで、Ｉｍは運動の範囲にわたる所望の平均強度であり、Ｉｈはチャックのフィーチャがない領域を横切る高強度（すなわち、最大または「最大」強度）であり、Ｉｌは対象フィーチャにおける強度（すなわち、最低または「低」強度）であり、ｗｈはＩｍを達成するための推定運動範囲であり、ｗｌは対象フィーチャ幅（例えば、ランド、ポート、またはチャネルの幅）である。例えば、フィーチャがない領域における１００％のＵＶ伝達を仮定し、所望のＩｍがその値の９０％であると仮定し、さらに、ｗｉ＝１ｍｍと仮定すると、式（１）から、相対運動ｗｈ＝８．０ｍｍの所望の範囲が得られる。あるいは、ＵＶ源をスーパーストレートチャックに対してＵＶ源を傾斜させることによって移動させて、スーパーストレートチャックに入射するＵＶ光の角度を変化させることができ、これによって、対称フィーチャの付近のシャドウイング効果も低減することができる。「薄膜の影響」は、スーパーストレートとスーパーストレートチャックとの間に充分なギャップを作り出すために、例えば、スーパーストレートを脱チャックしてウエハステージをスーパーストレートチャックから離れるようにｚ方向に動かすことなどによって、ｚ軸方向に相対的に移動によって回避することができる。上述の様々な解決策は、特定の領域における全紫外線量の均一性を改善し、シャドーイングおよび薄膜効果を最小限に抑えるために、個別にまたは組み合わせて適用することができる。様々な実施形態では、適用されるＵＶ光ビームが基板またはスーパーストレートよりも小さくても、同じサイズであっても、または大きくてもよい。一実施形態では、適用されるＵＶ光線が基板の全体をＵＶ光に露光し続けながら、上記の相対運動ｗｈに適応する寸法だけ基板よりも大きくすることができる。
【0040】
硬化された平坦化された膜層からのスーパーサートの分離
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。
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。
【0041】
図７Ａ－７Ｃ、図８は、分離の進行を示す。図７Ａは、スーパーストレート１１８が基板上に形成された層と（斜線領域によって示されるように）完全に接触している上面図を示す。図７Ｂにおいて、分離クラック６０１は、上述のように開始されている。いったんクラック６０１が誘起されると、スーパーストレートチャック１１８の外側リングゾーン３０３ｂに負圧または真空の高い流れが与えられ、スーパーストレート１０８のエッジと係合し、分離クラック６０１を外側ゾーンリング３０３ｂの周りに伝播させる。この伝播は、矢印Ｃで示すように、ノッチ６０８から両方向に円周方向に進行する。外側リングゾーン３０３ｂの周りのクラック６０１の伝播を補助するために、クラック伝播が進行することにつれて、基板１０２とスーパーストレート１０８との間に追加の横方向の流れ（図示せず）を供給することができる。図７Ｃは、外側リングゾーン３０３ｂの周辺を完全に伝播したクラック６０１を示す。
【0042】
一旦、分離クラックが外側リングゾーンの周辺に完全に伝播したら、上向き運動をスーパーストレート１０８のＺ軸方向に沿って与えて、スーパーストレート１０８を基板上の硬化層から完全に分離することができる。図８は、基板１０２から完全に分離されたスーパーストレート１０８を示す。分離が完了する際に、基板１０２に対するスーパーストレート１０８のかなりの上方運動は、スーパーストレート１０８と基板１０２との間の残りの接触領域において剪断応力を誘発し得る。あるいは、Ｚ方向運動はより早い所望の配置で停止させることができ、分離は内側および／または中心リングゾーンへの継続的な真空圧印加を通して進め、終了することができる。このような剪断応力は、継続的な分離の間、内側リングゾーン３０３ａ及び／又は中心ゾーン３０１のうちの１つ又は複数に真空を与えることによって最小化することができる。
【0043】
図９は、図７および図８において説明され、示された分離プロセスのフローチャートを示す。ステップＳ９０１では、分離クラックがスーパーストレート１０８と硬化層との間で誘起される。次いで、ステップＳ９０２において、分離クラックは、スーパーストレート１０８の周辺を伝播する。ステップＳ９０３では、スーパーストレートの残部が硬化層から分離される。上述した実施形態では、スーパーストレート１０８と基板１０２との分離が押し付けピンまたは空気圧などの機械的な力によってクラックを発生させる工程と、スーパーストレートが上方にデカッキングするのを避けるのに十分安全な力で、スーパーストレート１０８をしっかりと保持し、スーパーストレート１０８をＺ方向上方に基板１０２から離れるように移動させながら、クラックを伝播させるために外側ゾーンに真空を与える工程と、Ｚ方向上方に移動中にスーパーストレート１０８の中心に真空を与えて分離を完了させる工程とを含む。あるいは、または上記のＺ方向運動方式と組み合わせて、分離の伝播は、基板（図示せず）の１つまたは複数の側面から高圧で面内（または横方向）方向性の流れを連続的に与えることによる影響を受けることもできる。
【0044】
図６の実施形態では、クラックの発生が機械式ピン６０６（図６Ａ）または流体ノズル６１６（図６Ｂ）のいずれかによって、ウエハノッチ６０８を通して与えられる上向きの力によって誘起される。図１０は、分離クラックを誘起するように構成された基板チャックのさらなる実施形態を示す。ここで、基板チャック６２４は、スーパーストレート１０８と基板とが偏心して配置されたときに、分離クラックを誘発させることができる別個の格納可能ピン６２６を含む。この偏心配置は、基板１０２から突出したスーパーストレート１０８の部分６２８をもたらす。クラック６０２は、ピン６２６の移動を介して突出部分１１０に力を与えることによって作り出すことができる。あるいは、突出部分６０８は、基板よりもわずかに大きいスーパーストレートを使用することによって得ることもできる。この場合、スーパーストレート１０８は、依然として、基板１０２と同心円状に配置することができる。いずれのケースにおいても、基板チャック６２４はさらに、図６Ａまたは６Ｂの実施形態などにおいて、分離クラックを誘発させるためにスーパーストレート周辺の周りに多数の点を作り出すためにピン６２６から離間して配置された機械式ピンまたはノズルを含むことができる。
【0045】
スーパーサートチャック
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。
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。
【0046】
このような望ましくないリークに対処するために、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、トレンチ構造１１０９を組み込んだスーパーストレートチャック１１１８が提供される。スーパーストレートチャック１１８と同様に、スーパーストレートチャック１１１８は、そのような複数のランド３０７を含み、これらのランドは、一連の内部側ランド３０７ａと、スーパーストレートチャック１１１８の表面１１１９から突出する周辺ランド３０７ｂとに画定することができる。図１１Ｂおよび図１２に示すように、表面１１１９は、スーパーストレート１０８を保持または保持するための保持または保持表面である。一連の内側ゾーン３０３ａは、ランド３０７ａによって画定される。リングゾーン３０３のうちの少なくとも１つでは、チャック１１１８の表面から凹んだトレンチ１１０９が形成される。トレンチは、同心であってもよく、リングゾーンの対応するランドの間に配置されてもよい。内側ゾーン３０３ａに形成されたトレンチ１１０９ａは、関連する内側ゾーン幅において、チャック１１１８の中心から遠い側の位置に配置される。対照的に、周辺リングゾーン３０３ｂに形成されたトレンチ１１０９ｂは、外側ゾーンリング幅において、基板チャック１１１８の中心に近い領域に位置決めされる。すなわち、内側ゾーン３０３ａに形成されたトレンチ１１０９ａは、対応する内側ゾーン３０３ａの外径よりの位置に形成されており、一方、周辺リングゾーン３０３ｂに形成されたトレンチ１１０９ｂは、周辺リングゾーン３０３ｂの内径よりの位置に形成されている。
【0047】
動作において、トレンチ１１０９は、ランドのトレンチから遠い側の端部とスーパーストレートとの間にギャップが存在する場合でも、スーパーストレートに作用し続ける均一な高真空圧を提供するバッファとして作用する。このようにして、真空の連続的な外向き径方向の解放および中心ゾーンおよび隣接するリングゾーンへの陽圧の印加は、制御された方法で進行することができる。すなわち、ランドのトレンチから遠い側の端部にギャップを生成するのに十分な量だけスーパーストレートを反らせることができる量で、隣接する内側ゾーンに陽圧が印加されても、所与のリングゾーン内に印加された真空圧を維持することができる。言い換えれば、トレンチ１１０９を設けることにより、意図された処理を中断することなく、ある程度のリークを許容することができる。同様に、外側ランド高さがより小さい外側リングゾーンに位置するトレンチ１１０９ｂは、外側ランドに小さなギャップがある場合でも、外側リングゾーンに適切な真空圧を維持するように動作する。これにより、いくらかのリークがあっても、堆積された成形可能材料液滴の最終的な拡がり及び融合（図４ｄ参照）及び分離クラックの発生及び伝播（図６参照）の両方のために、スーパーストレートの外周を所望の曲率に保持することが可能になる。
【0048】
図１２は、例示的なトレンチ構造１１０９ｂの拡大断面図である。所望の真空バッファ性能を達成するために必要なリングゾーン内の特定のトレンチ寸法及び関連する位置は、スーパーストレートチャックのランド高さ及びリングゾーン幅に依存する。図１２に示す例では、トレンチ１１０９ｂがリングゾーン３０３ｂ内に位置し、チャック表面から窪んでいる。この実施形態では、外側ランド３０７ｂが内側ランド３０７ａの高さｈ２未満の高さｈ１を有する。典型的な使用において、ランド高さの差分は、約５マイクロメートル～約５０マイクロメートルであってもよい。リングゾーン３０３ｂは幅ｄを有する。トレンチ１１０９ｂは、ランド３０７ｂから距離ｄ１に第１エッジ、ランド３０７ａから距離ｄ２に第２エッジを有するように位置づけられる。トレンチ１１０９には、深さｈ３と幅ｄ３を有する。本実施形態では、これらのパラメータの関係が以下の条件を満たす。
【0049】
ｈ１＜ｈ２
ｈ３＞１０ｈ２
ｄ３＜０．５ｄ
ｄ１＞ｄ２＋ｄ３
ｈ３＞１０ｈ２
ｄ３＜０．５ｄ
ｄ１＞ｄ２＋ｄ３
【0050】
トレンチ１１０９ｂを圧力供給源（図示せず）に接続するポート３０５は、トレンチと交差するか、さもなければトレンチ内に配置される。ポートがトレンチと交差しない場合、必要な高圧を維持することができず、トレンチは無効になる。上記の実施形態では、外側ランドｈ１は、リークが発生することが予期される場所である。内側リングトレンチ１１０９ｂの場合、ランドの高さは、同じであってもよく、すなわち、ｈ１＝ｈ２であってもよい。その場合、距離ｄ１は、リークが予期される指定されたランド（すなわち、ｈ１またはｈ２）から測定される。例えば、図１１Ａおよび図１１Ｂの実施形態では、内側ゾーン３０３ａが図４、図５に関連するプロセスで説明したように、リングゾーンの順次の真空解放およびその後の加圧の間の内側ランドでのリークに対するバッファのために、それらのそれぞれのリングゾーンの外側ランド（チャック中心から径方向に測定されるように）により近い位置に配置されたトレンチ１１０９ａを含む。
【0051】
様々な状況のさらなる修正および代替実施形態は、本明細書を考慮すれば当業者には明らかであろう。したがって、この説明は、例示としてのみ解釈されるべきである。本明細書で示され、説明される形態は、実施形態の例として解釈されるべきであることが理解されるべきである。要素および材料は本明細書に示され、説明されたものと置き換えることができ、部分およびプロセスは逆にすることができ、特定の特徴は独立して利用することができ、すべて、本明細書の恩恵を受けた後に当業者には明らかになるのであろう。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】