JP2023047289A - 表面を成形する方法、成形システム、および物品製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】平坦化/インプリントシステムにおいて、硬化層からプレートを分離するための改善された方法を提供する。【解決手段】表面を成形する方法は、基板チャックによって保持された基板の上に成形可能材料をディスペンスする工程と、プレートチャックアセンブリによって保持されたプレートを成形可能材料と接触させて膜を形成する工程と、膜を硬化させて硬化層を形成する工程と、硬化層とプレートとの間の分離前線を引き起こす工程と、プレートチャックアセンブリおよび/または基板チャックを初期分離点から離れる方向に傾斜させ、それによって分離前線を伝播させる工程と、プレートチャックアセンブリおよび/または基板チャックに力を印加する工程と、分離前線が硬化層の周りを完全に伝播するまで、傾斜を維持または増加させながら、他方から離れる方向に傾斜させる工程と、プレートが硬化層に接触しなくなるまで、力を印加し続ける工程とを含む。【選択図】図7B
Description
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またはインプリントで使用されるプレートチャックアセンブリに関する。
平坦化およびインプリンティング技術は、半導体デバイスを製造する際に有用である。例えば、半導体デバイスを作成するためのプロセスは、基板への材料の付与および基板からの材料の除去を繰り返し含む。このプロセスによって、不規則な高さ変動(すなわち、トポグラフィ)を有する層状基板が生成され、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しうる。高さ変動は、層状基板にさらなる層を追加する西欧に負の影響を及ぼす。それとは別に、半導体基板(例えば、シリコンウエハ)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)を含みうる。この問題に対処する1つの方法は、積層工程の間に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は、平坦化によって、焦点深度(DOF)の制約の影響が低減され、臨界寸法(CD)および臨界寸法均一性が改善される。極端紫外リソグラフィ(EUV)においては、平坦化によって、フィーチャ配置が改善され、DOFの制約の影響が低減される。ナノインプリントリソグラフィ(NIL)においては、平坦化によって、パターン転写後のフィーチャ充填とCD制御が改善される。
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(superstrate)との間に重合性材料の可変液滴パターンをディスペンスすることを含み、ここで、液滴パターンは、基板トポグラフィ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と接触させ、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。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、IAP技法を含む平坦化技法の改良が望まれている。
平坦化/インプリント方法における1つの工程は、プレート(すなわち、スーパーストレートまたはテンプレート)を硬化層から分離することを含む。ある種の平坦化およびインプリントシステムでは、プレートを硬化層から分離することが困難な場合がある。特に、プレートを保持するための可撓部を有するプレートチャックアセンブリを含む平坦化/インプリントシステムでは、硬化層に損傷を与えることなくプレートを硬化層から分離することが困難でありうる。当技術分野では、特に、プレートがプレートチャックアセンブリの可撓部によって保持される平坦化/インプリントシステムにおいて、硬化層からプレートを分離するための改善された方法が必要とされている。
表面を成形する方法は、基板チャックによって保持された基板の上に成形可能材料をディスペンスする工程と、プレートチャックアセンブリによって保持されたプレートを前記成形可能材料と接触させ、それによって前記プレートと前記基板との間に前記成形可能材料の膜を形成する工程と、前記成形可能材料の前記膜を硬化させて、前記プレートと前記基板との間に硬化層を形成する工程と、初期分離点において前記硬化層と前記プレートとの間に分離前線を引き起こす工程と、前記プレートが前記可撓部によって保持されている間に、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方を前記初期分離点から離れる方向に傾斜させ、それによって、前記分離前線を前記硬化層の周囲に沿って円周方向に伝播させる工程と、前記分離前線が前記硬化層の全周に沿って伝播するまで、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方の傾斜を維持または増加させながら、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方に対して、他方から離れる方向に力を加える工程と、前記プレートが前記硬化層に接触しなくなるまで、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方に対して、他方から離れる方向に力を加え続ける工程とを有する。前記プレートチャックアセンブリは、中央開口部を有する可撓部と、該可撓部によって形成されたキャビティとを含み、前記プレートは、前記キャビティ内の圧力を低減することによって前記可撓部によって保持される。
成形システムは、プレートを保持するプレートチャックアセンブリと、ここで、前記プレートチャックアセンブリは、中央開口部を有する可撓部と、前記可撓部によって形成されるキャビティであって、前記プレートが前記キャビティ内の圧力を低減することによって前記可撓部によって保持される、キャビティと、を含み、基板を保持する基板チャックと、前記基板の上に成形可能材料をディスペンスする流体ディスペンサと、前記プレートの下の前記成形可能材料を硬化させて、前記基板の上に硬化層を形成する硬化システムと、初期分離点において前記硬化層と前記プレートとの間に分離前線を引き起こすように構成された分離イニシエータと、位置決めシステムと、を有し、前記位置決めシステムは、前記プレートが前記可撓部によって保持されている間に、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方を前記初期分離点から離れる方向に傾斜させ、それによって、前記分離前線を前記硬化層の周囲に沿って円周方向に伝播させ、前記分離前線が前記硬化層の全周に沿って伝播するまで、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方の傾斜を維持または増加させながら、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方に対して、他方から離れる方向に力を加え、前記プレートが前記硬化層に接触しなくなるまで、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方に対して、他方から離れる方向に力を加え続ける。
物品製造方法は、基板チャックによって保持された基板の上に成形可能材料をディスペンスする工程と、プレートチャックアセンブリによって保持されたプレートを前記成形可能材料と接触させ、それによって前記プレートと前記基板との間に前記成形可能材料の膜を形成する工程と、ここで、前記プレートチャックアセンブリは、中央開口部を有する可撓部と、前記可撓部によって形成されたキャビティであって、前記プレートが前記キャビティ内の圧力を低減することによって前記可撓部によって保持される、キャビティと、を含み、前記成形可能材料の膜を硬化させて、前記プレートと前記基板との間に硬化層を形成する工程と、初期分離点において前記硬化層と前記プレートとの間の分離前線を引き起こす工程と、前記プレートが前記可撓部によって保持されている間に、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方を前記初期分離点から離れる方向に傾斜させ、それによって、前記分離前線を前記硬化層の周囲に沿って円周方向に伝播させる工程と、前記分離前線が前記硬化層の全周に沿って伝播するまで、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方の傾斜を維持または増加させながら、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方に対して、他方から離れる方向に力を加える工程と、前記プレートが前記硬化層に接触しなくなるまで、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方に対して、他方から離れる方向に力を加え続ける工程と、前記硬化した成形可能材料を加工して物品を製造する工程と、を有する。
本開示のこれらおよび他の目的、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、本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を理解することによって明らかになろう。
本開示の特徴および利点が詳細に理解され得るように、本開示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うる。しかしながら、添付の図面は本開示の典型的な実施形態を示すに過ぎず、したがって、本開示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、本開示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。
以下において、本開示は、例示的な実施形態に関連して、図面を参照して詳細に説明される。添付の特許請求の範囲によって定義される主題の開示の真の範囲および主旨から逸脱することなく、記載された例示的な実施形態に対して変更および修正を行いうることが意図されている。
平坦化システム
図1は、本開示の一態様による、表面を成形するための例示的なシステムを示す。表面を成形するためのシステムは例えば、平坦化システムまたはインプリントシステムでありうる。本明細書に記載される例示的な実施形態は、平坦化システム100である。しかしながら、これらの概念は、インプリントシステムにも適用可能である。したがって、本開示全体にわたる用語は主に平坦化に焦点を当てているが、本開示はインプリント関連の対応する用語にも適用可能であることを理解されたい。
図1は、本開示の一態様による、表面を成形するための例示的なシステムを示す。表面を成形するためのシステムは例えば、平坦化システムまたはインプリントシステムでありうる。本明細書に記載される例示的な実施形態は、平坦化システム100である。しかしながら、これらの概念は、インプリントシステムにも適用可能である。したがって、本開示全体にわたる用語は主に平坦化に焦点を当てているが、本開示はインプリント関連の対応する用語にも適用可能であることを理解されたい。
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。インプリントシステムの場合は、インプリントシステムは、基板の上の膜上にパターンを形成するために使用される。基板102は、基板チャック104に結合されうる。基板チャック104は、真空チャック、ピン型チャック、溝型チャック、静電チャック、電磁チャック等でありうるが、これらに限定されない。
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うる。基板位置決めステージ106は、x軸、y軸、z軸、θ軸、ψ軸、及びφ軸のうちの1つ又は複数に沿う並進運動及び/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)上に位置決めされうる。基板位置決めステージは、位置決めシステムの一部でありうる。
基板102に面する作用面112を有するスーパーストレート108(本明細書ではプレートとも呼ばれる)が、基板102から離間されている。インプリントシステムの文脈では、プレートはスーパーストレートの代わりにテンプレートであり、テンプレートはパターニングされた表面を有する。スーパーストレート108は、溶融シリカ、石英、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボンポリマー、金属、硬化サファイアなどを含む材料から形成されうるが、それらに限定するものではない。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。作用面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。
スーパーストレート108は、スーパーストレートチャックアセンブリ118(本明細書ではプレートチャックアセンブリとも呼ばれる)に連結され、または保持されうる。これについてはより詳細に後述する。インプリントシステムの場合、プレートチャックアセンブリは、テンプレートチャックアセンブリと称されてもよい。スーパーストレートチャックアセンブリ118は、位置決めシステムの一部である平坦化ヘッド120に連結されうる。インプリントシステムの文脈では、平坦化ヘッドはインプリントヘッドと呼ぶことができる。平坦化ヘッド120は、ブリッジに移動可能に結合されうる。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軸、y軸、θ軸、ψ軸、および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みうる。
平坦化システム100は、流体ディスペンサ122をさらに備えうる。流体ディスペンサ122はまた、ブリッジに移動可能に結合されてもよい。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がすべての位置決め構成要素のうちの1つまたは複数を共有する。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は、液体成形可能材料124(例えば、光硬化性重合可能材料)の液滴を基板102の上に堆積させるために使用され、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。異なる流体ディスペンサ122は、成形可能材料124をディスペンスするために異なる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のディスペンサを使用して成形可能材料をディスペンスすることができる。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、バルブジェット、および圧電インクジェッティングが、ジェッタブル液体をディスペンスするための一般的な技術である。
平坦化システム100は、露光経路128に沿って、化学線エネルギー、例えばUV放射線を方向付ける放射線源126を含む硬化システムをさらに含みうる。平坦化ヘッド120及び基板位置決めステージ106は、スーパーストレート108と基板102とを、露光経路128により重ね合わせて位置決めするように構成されうる。放射線源126は、スーパーストレート108が成形可能材料124に接触した後、露光経路128に沿って化学線エネルギーを送る。図1は、スーパーストレート108が成形可能材料124と接触していないときの露光経路128を示している。これは、個々の構成要素の相対位置を容易に識別することができるように、例示の目的で描かれたものである。スーパーストレート108が成形可能材料124と接触したときに露光経路128は実質的に変化しないことは当業者には理解されよう。
平坦化システム100は、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に接触した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をさらに備えうる。図1には、フィールドカメラの画像フィールドの光軸138が示されている。図1に示すように、平坦化システム100は、化学線をカメラ136によって検出される光と結合させる1つまたは複数の光学要素(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)を含みうる。カメラ136は、CCD、センサアレイ、ラインカメラ、および光検出器のうちの1つまたは複数を含むことができ、これらは、成形可能材料124と接触するスーパーストレート108の下の領域と、成形可能材料124と接触していないスーパーストレート108の下の領域との間のコントラスト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、カメラ136は、干渉縞を測定するように構成することができ、この干渉縞は、成形可能材料124が作用面112と基板表面との間のギャップの間に広がるにつれて変化する。
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アセンブリ118、平坦化ヘッド120、流体ディスペンサ122、放射線源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(コントローラ)によって調整、制御、および/または指示することができる。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可読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つ以上であり得るか、またはそれらを含み得る。プロセッサ140は、汎用コントローラであってもよく、またはコントローラであるように構成された汎用コンピューティングデバイスであってもよい。非一時的コンピュータ可読メモリの例としては、RAM、ROM、CD、DVD、Blu-Ray、ハードディスクドライブ、ネットワーク接続されたアタッチトストレージ(NAS)、イントラネット接続された非一時的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コンピュータ可読ストレージデバイスが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書で説明される方法の工程のすべては、プロセッサ140によって実行され得る。
動作中、平坦化ヘッド120、基板位置決めステージ106、又はその両方は、スーパーストレート108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次元における有界の物理的広がり)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、スーパーストレート108に力を加えて、スーパーストレートが本明細書でさらに詳述されるように、成形可能材料124の液滴に接触し、それを広げることができる。
平坦化方法
平坦化方法は、図2A-2Cに概略的に示される工程を含む。図2Aに示すように、成形可能材料124は、液滴のかたちで基板102上にディスペンスされる。先に議論したように、基板表面は幾つかのトポグラフィを有しており、それらは、以前の処理オペレーションに基づいて既知であるか、あるいは、プロファイルメータ、AFM、SEM、または、Zygo NewView 8200のような光学干渉効果に基づく光学表面プロファイラを用いて計測されうる。堆積された成形可能材料124の局所体積密度は、基板トポグラフィに応じて変化する。その後、スーパーストレート108が、成形可能材料124と接触するように配置される。インプリントシステムの文脈では、パターンを有するテンプレートが、堆積された成形可能材料124と接触させられる。
平坦化方法は、図2A-2Cに概略的に示される工程を含む。図2Aに示すように、成形可能材料124は、液滴のかたちで基板102上にディスペンスされる。先に議論したように、基板表面は幾つかのトポグラフィを有しており、それらは、以前の処理オペレーションに基づいて既知であるか、あるいは、プロファイルメータ、AFM、SEM、または、Zygo NewView 8200のような光学干渉効果に基づく光学表面プロファイラを用いて計測されうる。堆積された成形可能材料124の局所体積密度は、基板トポグラフィに応じて変化する。その後、スーパーストレート108が、成形可能材料124と接触するように配置される。インプリントシステムの文脈では、パターンを有するテンプレートが、堆積された成形可能材料124と接触させられる。
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、重合プロセスが開始される前の接触後工程を示している。スーパーストレート108が成形可能材料124に接触すると、液滴は合流し、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の膜144が形成される。好ましくは、未充填欠陥を最小限に抑えるため、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閉じ込められないように、充填プロセスが均一に行われる。成形可能材料124の重合プロセスまたは硬化は、化学線(例えば、UV線)によって開始されうる。例えば、図1の放射線源126は、化学線を提供し、成形可能材料の膜144を硬化、固化、および/または架橋させ、基板102の上に硬化した平坦化層146を画定することができる。あるいは、成形可能材料の膜144の硬化は、熱、圧力、化学反応、他の種類の放射線、またはこれらの任意の組合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、そこから分離されうる。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を示している。次に、基板および硬化層は、例えば、パターニング、硬化、酸化、層形成、堆積、ドーピング、平坦化、エッチング、成形可能材料除去、ダイシング、ボンディング、およびパッケージングなどを含む、デバイス(物品)製造のための追加の公知の工程およびプロセスを受けることができる。基板は、複数の物品(デバイス)を製造するために処理されうる。
図3A~図5Fに、第1の実施形態に係る、スーパーストレートチャックアセンブリ118の一例を示す。図8に、第2の実施形態に係る、スーパーストレートチャックアセンブリ518を示す。
図3Aは、スーパーストレートチャックアセンブリ118の底面図を示す。図3Bは、スーパーストレートチャックアセンブリ118の上面図を示す。図3Cは、図3Bの3C-3C線に沿う断面を示す。図3Dは、図3Cの拡大部分3Dを示す。図3Eは、図3Cの拡大部3Dの斜視図を示す。
図3A~3Eに示すように、スーパーストレートチャックアセンブリ118は、好ましくはリング形状を有する部材130を含みうる。部材130は、可撓部134を含みうる。部材130の可撓部134のサイズは、より詳細に後述するように、平坦化方法を実行する間に変化しうる。可撓部134を含む部材130の厚さは、例示的な実施形態では、0.2~5mm、または0.3~2mmとすることができる。可撓部134が最短である場合(すなわち、以下で論じられる図7A~7Fに示される状態)の処理中の点における可撓部134の長さは、例示的な実施形態では10mm~200mm、または20~75mmとすることができる。可撓部の長さと可撓部の厚さとの比は、1000:1~2:1とすることができる。一実施形態では、可撓部の長さと可撓部の厚さとの比は、5:1~200:1でありうる。低い弾性率を有するより厚い材料は、高い弾性率を有する薄い材料と同様に柔軟であろう。部材130は、1~210GPa、50~150GPa、または60~100GPaの弾性率(ヤング率)を有する材料からなることができる。1つの例示的な実施形態では、弾性率は70GPaとすることができる。部材130は、UV光が通過することを可能にする透明材料から作製されてもよく、またはUV光が通過することを可能にする透明材料から作製されなくてもよい。すなわち、部材130は、UV光に対して不透明な材料で構成されていてもよいし、構成されていなくてもよい。部材130は、プラスチック(例えば、アクリル)、ガラス(例えば、溶融シリカ、ホウケイ酸塩)、金属(例えば、アルミニウム、ステンレス鋼)、またはセラミック(例えば、ジルコニア、サファイア、アルミナ)から構成されうる。部材130はさらに、0.01~5Pa・m3、0.1~4Pa・m3、0.5~3Pa・m3、または、1.0~2Pa・m3の曲げ剛性を有しうる。また、スーパーストレートの曲げ剛性に対する部材の曲げ剛性の比は、0.01:1~5:1、0.05:1~4:1、0.1:1~3:1、または、0.5:1~1:1、好ましくは1:1未満でありうる。以下の式(1)は、曲げ剛性Dを規定する。式(1)において、Hはスーパーストレート108又は部材130の可撓部134の厚さであり、νはスーパーストレート108又は部材130の可撓部134の材料のポアソン比であり、Eはスーパーストレート108又は部材130の可撓部134の材料のヤング率である。例えば、スーパーストレートの曲げ剛性は2.12とすることができ、部材130の可撓部134の曲げ剛性は0.29、0.68、0.82、または2.30Pa・m3とすることができる。また、部材130の可撓部134の曲げ剛性とスーパーストレート108の曲げ剛性との比は、0.14:1、0.32:1、0.39:1、または、1.09:1とすることができる。
部材130は、スーパーストレート108の一部分を部材130の可撓部134に保持するように構成された第1のキャビティ148(図3D、3E、3I、5C、5F、7A~7J)をさらに含みうる。第1のキャビティ148は、中央開口132を同心円状に取り囲む環状キャビティでありうる。第1のキャビティ148は、部材の内縁133に隣接して配置されうる。第1のキャビティ148は、可撓部134の凹部として形成されうる。
スーパーストレートチャックアセンブリ118はさらに、部材130の中央開口132を覆う光透過性部材150を含みうる。1つの例示的な実施形態では、光透過部材150は、好ましくは高いUV光透過率を有しUV光に対して透明である。すなわち、透光性部材150の材料組成は、成形可能材料を硬化させるために使用されるUV光が透光性部材150を通過するように選択されうる。一実施形態では、光透過部材150がUV光を透過する場合、光透過部材は、310~700nmの波長を有する光(すなわち、UV光および可視光)の80%より多くを透過する材料、例えば、サファイア、石英ガラスから構成されうる。別の例示的な実施形態では、光透過部材は、UV光に対して透明である必要はない。光透過部材がUV光に関して透明である必要がない場合、光透過部材は、400~700nm(例えば可視光)の光の80%以上を透過する部材、例えば、ガラス、ホウケイ酸塩などで構成されうる。すなわち、UV光を透過させる必要がない場合には、透光性部材150は、依然として可視光を透過させる必要はある。
図3C、3D、3Eに最もよく見られるように、スーパーストレートチャックアセンブリ118は、部材130および光透過部材150によって画定される第2のキャビティ152を含みうる。より詳細には、光透過部材150の下側表面と、間隔を置いて配置された部材130の上側表面とが、一緒になって、第2のキャビティ152を画定する。第2のキャビティ152は、支持リング188の内側壁によってさらに画定されてもよい。また、図3C、3D、3Eに最もよく見られるように、スーパーストレートチャックアセンブリ118は、第2キャビティ152を加圧するために、第2キャビティ152と連通する流体経路154をさらに含みうる。本明細書で使用されるように、加圧は、正圧と負圧の両方を含む。流体経路154はまた、第2のキャビティ152を大気開放するために使用されうる。流体経路154は、第2のキャビティ152が選択的に正または負に加圧されることを共に可能にする構成要素を含みうる。図示の例では、流体経路154は、加圧源(図示せず)に接続可能な第1のポート156を含む。第1のポート156は例えば、チューブ(図示せず)を介して加圧電源に接続されうる。第1のポート156は、第2の通路160と連通する第1の通路158を含み、第2の通路160の第1の端部162は、第1の通路158と接続し、第2の通路160の第2の端部164は、第2のキャビティ152と接続する。したがって、第1のポート156が加圧源に接続されると、正の圧力を加え、第1の流体経路154を介して第2のキャビティ152を加圧することができる。上述の流体経路154と同じ構造を有する1つ以上の追加の流体経路が実装されてもよい。例えば、図3Cに最もよく見られるように、流体経路154と同じ構造を有する付加的な流体経路155が、流体経路154と直径方向に対向する位置に配置されてもよい。
スーパーストレートは、第1のキャビティ148内の圧力を低下させることによって、可撓部134によって保持されうる。第1のキャビティ148内の圧力を低下させる1つの方法は、第1のキャビティに真空を提供することである。また、部材130の第1のキャビティ148に真空を提供するために、スーパーストレートチャックアセンブリ118は、第1のキャビティ148と連通する経路166(本明細書では真空経路とも呼ばれる)をさらに含みうる。アセンブリの周囲の大気に対してアセンブリ内に既に圧力差がある場合、経路166は、真空に結合されることなく、第1のキャビティ内の圧力を減圧する方法として使用されうる。真空経路166は、図3G、3H、3Iに最もよく示される。以下により詳細に説明するように、真空経路166は第1の通路172から始まり、貫通孔186で終わりうる。図3Fは、図3Bの3F-3F線に沿う断面を示している。図3Gは、図3Fの拡大部分3Gを示している。図3Hは、図3Fの拡大部分3Gの側面斜視図を示している。図3Iは、図3Fの拡大部分3Gの下側斜視図を示している。真空経路166は、一緒になって第1のキャビティ148がスーパーストレート108に真空を付与することを可能にする構成要素を含みうる。図示の例示的な実施形態では、真空経路166は、真空源(図示せず)に接続可能な第2のポート168と、第2のポート168を第1のキャビティ148に接続するルーティングチューブ170とを含む。第2のポート168は、例えば、管(図示せず)を介して真空源に接続されうる。第2のポート168は、第2の通路174と連通する第1の通路172を含み、第2の通路174の第1の端部176は、第1の通路172と接続し、第2の通路174の第2の端部178は、ルーティングチューブ170に接続する。ルーティングチューブ170は、第2のポート168の第2の通路174の178の第2の端部に接続される第1の端部180と、継手184、例えば空気圧継手、に接続される第2の端部182とを有する可撓性チューブでありうる。継手184はまた、部材130の可撓部134を貫通して形成され、第1のキャビティ148に至る貫通孔186に接続される。すなわち、ルーティングチューブ170と貫通孔186の両方に接続されることによって、継手184は、貫通孔186を介して真空吸引を第1のキャビティ148内に下方に向ける。したがって、第2のポート168が真空源に接続されると、第1のキャビティ148の下のスーパーストレート108の領域を可撓部134と結合することができる吸引力を提供するために、第1のキャビティ148に真空を印加することができる。
上述の真空経路166と同じ構造を有し、各真空経路が同一の第1のキャビティ148および/または部材130内に形成された対応する追加の第1のキャビティ(図示せず)と連通する1つ以上の追加の真空経路が実装されうる。追加の1つまたは複数の第1のキャビティは、第1のキャビティ148の周りに同心円状に配置されうる。すなわち、追加の第1のキャビティは、中央開口部132の周囲に同心円状に配置することもできるが、図示の第1のキャビティ148よりも内縁部133からより大きな半径方向距離に配置することもできる。一実施形態では、部材130の内径がより小さくてもよく、および/または、第1のキャビティ148は、追加のランドを有する可能性がある。例えば、図3Fに最もよく見られるように、真空経路166と同じ構造を有する付加的な真空経路167が、真空経路166と直径方向に対向する位置に配置されうる。追加の1つまたは複数の第1のキャビティを使用して、以下でより詳細に説明する平坦化プロセスの一部として、硬化層からスーパーストレートを分離するのを助けることができる。別の態様では、追加のキャビティ又は真空キャビティによって、同じスーパーストレートチャックアセンブリ118を、異なるサイズのスーパーストレートとともに使用することができる。
別の実施形態では、第1のキャビティ148および真空経路166を、部材130をスーパーストレートに結合するための別の機構と置き換えることが可能である。例えば、キャビティ/真空機構の代わりに、静電気力を加える電極を含むことができる。別のオプションは、部材130の下側の機械的構造によってスーパーストレートと嵌合可能(良好、密接、および/または適切な嵌合を行うことが可能)な、機械的ラッチングである。
スーパーストレートチャックアセンブリ118は、支持リング188をさらに含んでもよい。支持リング188は、UV光が通過することを可能にする透明材料から作製される必要はない。すなわち、支持リング188は、UV光に対して不透明な材料で構成されうる。支持リング188は、プラスチック(例えば、アクリル)、ガラス(例えば、溶融シリカ、ホウケイ酸塩)、金属(例えば、アルミニウム、ステンレス鋼)、またはセラミック(例えば、ジルコニア、サファイア、アルミナ)から構成されうる。例示的な実施形態では、支持リング188は、部材130と同じ材料で構成されてもよい。
図4は、支持リング188が部材130及び光透過部材150から分離されて示されている分解図を示している。図4に最も良く示されているように、支持リング188は一般に、開いた中央領域192を画定する円形の本体190を含みうる。支持リング188の外周は均一であってもよい。支持リング188の内周は、光伝達部材150を受け入れるための受け入れ面196を提供する段差194を含みうる。すなわち、図3D、3E、3G、3H、3Iに最もよく見られるように、光透過部材150は、段差194の受光面196上に配置され、それによって中央領域192を覆うことができる。光透過部材150は、接着剤などで受光面196上に固定されうる。このように、光透過部材150が受光面196上に配置/固定されるとき、第2のキャビティ152は、光透過部材の下面、支持リング188の内面(より具体的には段差194の内面)、および部材130の上面によって画定される。
部材130は、ねじ、ナット/ボルト、接着剤などの結合部材(図示せず)を用いて、支持リング188の下面に結合されうる。連結部材は、支持リング188の外縁191に隣接し、部材130の外縁131に隣接して配置されることが好ましい。結合部材がねじである場合、結合部材は、好ましくは外縁131に隣接する部材130を通過し、複数の受け穴189(図3E、3H、3I、4、5C、5F)を通るなどして、外縁191に隣接する支持リング188内に入る。結合部材が接着剤である場合、結合部材は、外側縁部131に隣接する部材130と、外側縁部191に隣接する支持リング188との間に配置されることが好ましい。このようにして、部材130の上面は、外縁131及び外縁191に隣接する支持リング188の円形本体190の下面に接触して固定される。部材130のさらなる表面積は、平坦化プロセスの一部として、支持リング188に選択的に結合されてもよい。部材130の追加の表面積を支持リング188に選択的に結合する方法については、以下でより詳細に説明する。
図3C、3D、3Eに示すように、上述の流体経路154のすべてまたは一部、および/または追加の流体経路155が、支持リング188内に含まれ、また、図3F、3G、3H、3Iに示すように、真空経路166および/または追加の真空経路のすべてまたは一部が、支持リング188内に含まれてもよい。より具体的には、第1のポート156の一部、流体経路154の第1の通路158、第2の通路160、第1の端部162、および第2の端部164の一部が、支持リング188内に含まれ、一方、第2のポート168の一部、真空経路166の第1の通路172、第2の通路174、第1の端部176、および第2の端部178の一部が、支持リング188内に含まれてもよい。しかし、図3Gおよび3Hに最もよく示されているように、ルーティングチューブ170は、支持リング188の外部にあってもよい。したがって、支持リング188は、光透過部材150および部材130を支持することに加えて、流体経路および真空経路のための経路/構造を提供することもできる。代替の実施形態では、ルーティングチューブ170はなく、真空は、部材130の非可撓部135から部材130の可撓部134、第1のキャビティ148までのチャネルを介して、支持リング188内のポートを通過する。
スーパーストレートチャックアセンブリ118はさらに、部材130を支持リング188の下面に選択的に固定することを可能にする追加の真空経路を含みうる。上述の真空流路は、部材130の第1のキャビティ148と連通しているが、部材130を支持リング188の下面に選択的に固定することを可能にする追加の真空路は、支持リング188の下面に開口している支持リング188内の環状キャビティである。図5A~5Cは、部材130を支持リング188に選択的に固定するために使用される第1の真空経路200の一例を示している。図5D~5Fは、部材130を支持リング188に選択的に固定するために使用される第2の真空経路202の一例を示している。
図5Aは、図3Bの5A-5A線に沿う断面を示している。図5Bは、図5Aの拡大部分5Bを示す。図5Cは、図5Aの拡大部分5Bの側面斜視図を示す。第1の真空経路200は、部材130を支持リング188の下面にさらに固定するために、部材130の上面に一緒に真空吸引力を付与する構成要素を含みうる。図示の例示的な実施形態では、第1の真空経路200は、真空源(図示せず)に接続可能な第1のポート204を含む。真空経路200の第1のポート204は、例えば、管(図示せず)を介して真空源に接続されうる。図5Bおよび5Cに最もよく見られるように、真空経路200の第1のポート204は、第2の通路208に接続された第1の通路206を含み、第2の通路208は、第3のキャビティ210に接続されている。また、図5Bおよび5Cに最もよく見られるように、第1の通路206は、垂直に向けて真空を下方に向けられ、真空経路200の第2の通路208は、水平に向けて真空を半径方向に向けられ、真空経路200の第3のキャビティ210は、垂直に向けて真空を下方に向けられうる。真空経路200の第3のキャビティ210は、部材130に向かって下方に向いた開口端を有する第1の環状キャビティ212を接続してもよい。したがって、真空経路200の第1のポート204が真空源に接続され、部材130の上側面が支持リング188の下側面に接触すると、真空経路200の第1の環状キャビティ212に真空が印加され、第1の真空経路200を介して、部材130を支持リング188に固定することができる。
図5Dは、図3Bの5D-5D線に沿う断面を示している。図5Eは、図5Dの拡大部分5Eを示している。図5Fは、図5Dの拡大部5Eの側面斜視図を示している。第2の真空経路202は、部材130を支持リング188の下面に固定するために、部材130の上面に一緒に真空吸引力を付与する構成要素を含みうる。図示の例示的な実施形態では、第2の真空経路202は、真空源(図示せず)に接続可能な第2のポート214を含む。第2の真空経路202の第2のポート214は、例えば、管(図示せず)を介して真空源に接続されうる。図5Eおよび5Fに最もよく見られるように、第2の真空経路202の第2のポート214は、第2の通路218に接続された第1の通路216を含み、第2の通路218は、第3のキャビティ220に接続されている。また、図5Eおよび5Fに最もよく見られるように、第2の真空経路202の第1の通路216は、真空を下方に向けるように垂直に配向され、第2の真空経路202の第2の通路218は、真空を半径方向に向けるように水平に配向され、第2の真空経路202の第3のキャビティ220は、真空を下方に向けるように垂直に配向されうる。第2の真空経路202の第3のキャビティ220は、部材130に向かって下方に向いた開口端を有する第2の環状キャビティ222を接続されうる。従って、真空経路202の第2の真空経路202の第2のポート214が真空源に接続され、部材130の上側面が支持リング188の下側面に接触すると、第2の真空経路202の第1の環状キャビティ212に真空が印加され、第2の真空経路202を介して、部材130を支持リング188に固定することができる。
図5B及び5Cを図5E及び5Fと比較すると最もよくわかるように、第1の環状キャビティ212は、第2の環状キャビティ222に対して半径方向内方に位置している。すなわち、第1の環状キャビティ212は、第2の環状キャビティ222よりも半径方向に第2のキャビティ152に近い。第1の環状キャビティ212と第2の環状キャビティ222は異なる半径方向位置であるため、各キャビティは部材130の上側面の異なる環状部分に吸引力を加えることになる。さらに、第1の環状キャビティ212および第2の環状キャビティ222のそれぞれは別個の流路を介して真空源と連通している(すなわち、第1の環状キャビティ212は第1の流路200の一部であり、第2の環状キャビティ222は第2の流路202の一部である)ため、真空はそれぞれのキャビティに独立して印加されうる。例えば、真空が第2の環状キャビティ212にのみ印加される場合、吸引力は、第2の環状キャビティ212に接触する部材130の上側面の部分にのみ付与されうる。一方、第1の環状キャビティ212と第2の環状キャビティ222の両方に同時に真空が印加される場合には、部材130の上側面、すなわち、第1の環状キャビティ212と接触する部材130の上側面の部分と、第2の環状キャビティ222と接触する部材130の上側面の部分との、より広い領域に吸引力が付与されることになる。
図3C~3Iおよび図5A~5Fに示すように、支持リング188は、上述したのと同じ方法で部材130に真空吸引を与えることができる追加の環状キャビティ224を含みうる。すなわち、追加の環状キャビティ224の各々は、ポートおよび接続キャビティを介して真空源と連通することができる。追加の環状キャビティ224は、半径方向に離間されてもよい。追加の環状キャビティ224の個数は、部材130の表面積が支持リング188の下にどれだけ吸引されるかを最適に制御するように選択されうる。例えば、環状キャビティの個数は、1~10、3~7、または4~6でありうる。図に見られるように、環状キャビティは、様々なサイズでありうる。環状キャビティの1つの断面積と他の環状キャビティの断面積との比は、10:1~1:1、8:1~4:1、または5:1~3:1でありうる。環状キャビティのうちのいくつかは、同じサイズおよび形状を有しうる。環状キャビティは、長方形または正方形の断面形状を有しうる。支持リング188は、隣接する環状キャビティ間にランド226をさらに含みうる。ランド226は、部材130の上面と接触する支持リングの部分である。
スーパーストレートチャックアセンブリ118の例示的実施形態は、部材130とは別個の構造要素として支持リング188を含むが、別の実施形態では、部材が部材のように形作られた部分と、支持リングのように形作られた部分とを含む単一の構造片であってもよい。換言すれば、このような実施形態では、別個の支持リングがなく、代わりに、支持リングに似た厚い部分と支持リングの可撓部に似た薄い部分とを有する単一の連続構造がある。このような実施形態では、別個の支持リングおよび部材がないので、環状キャビティのいずれも必要とせず、または真空経路を提供するポートおよびキャビティのいずれも必要としない。むしろ、この実施形態では、第2のキャビティ(すなわち、流体経路154と同等のもの)に通じる流体経路および場合によっては部材の可撓部(すなわち、真空経路166と同等のもの)に通じる真空経路のみが存在しうる。図6は、スーパーストレートチャックアセンブリ618のこのような別の実施形態の概略断面を示している。
図6に示すように、追加の例示的な実施形態では、スーパーストレートチャックアセンブリ618は、スーパーストレートチャックアセンブリ118と類似しているが、支持リングに結合された部材の代わりに、スーパーストレートチャックアセンブリ618は、第1の例示的なスーパーストレートチャックアセンブリ118の支持リングの構造と、第1の例示的なスーパーストレートチャックアセンブリ118の支持リング188に見られる構造のいくつかとの両方を有する単一の部材630を含む点が異なる。すなわち、部材630は同様に、リング形状を有することが好ましく、中央開口部632と、可撓部634と、スーパーストレート108を可撓部634に保持するように構成された第1のキャビティ648とを含みうる。スーパーストレートチャックアセンブリ618は同様に、中央開口632を覆う光透過部材650をさらに含んでもよく、ここで、光透過部材650は、第1の実施形態の光透過部材150と同じである。スーパーストレートチャックアセンブリ618は同様に、第2のキャビティ652と、第2のキャビティ652を加圧するための第2のキャビティ652と連通する流体経路(図示せず)とを含みうる。流路654は、第1の例示的な実施形態の流路154と同じでありうる。スーパーストレートチャックアセンブリ618はさらに、第1の実施形態におけるものと同じで第1のキャビティ648と連通する真空経路(図示せず)を含みうる。
支持リングの代わりに、部材630が、支持部分688をさらに含んでもよい。支持部分688は、支持部分が別個の結合部品ではなく部材630の一部であるために環状キャビティがないことを除いて、第1の例示的な実施形態の支持リング188と本質的に同じ構造を有しうる。第1の実施形態と同様に、支持部分688は開放中央領域を画定する円形本体を含み、支持部分688の内周は、光透過部材650を受け入れるための受け入れ面を提供する段差694を含む。
第1の例示的な実施形態と同様に、部材630は、非可撓部635及び可撓部634を含みうる。しかし、スーパーストレートチャックアセンブリ618では非可撓部635の長さは支持部688によって規定されるため、支持部688は部材630の一体化された部分である。同様の理由により、可撓部634は固定されている。すなわち、部材630のより厚い支持部分688は可撓性がなく、一方、より薄い可撓部634は可撓性である。したがって、スーパーストレートチャックアセンブリ618は、平坦化方法の一部として部材の可撓部および不可撓部の長さを変更する能力を除いて、第1の実施形態のチェックアセンブリ118と同様である。さらに、部材630は支持部分688を含むため、スーパーストレートチャックアセンブリ618では、第2のキャビティ652が特に、可撓部634によって画定される。部材630のデータは、同じ弾性率を含む、上述の部材130または支持リング188と同じ材料でありうる。部材630の可撓部634の厚さは、先の実施形態に関して上述した部材130の厚さと同じであってもよい。部材630の可撓部634の長さは、先の実施形態に関して上で詳述したように、可撓部134が最短である時点での可撓部134の長さと同じであってもよい。部材630の可撓部634の長さの比は、先の実施形態に関して上で詳述した部材130の長さ対厚さの比と同じであってもよい。
ここで、成形プロセスの一部としてのスーパーストレートチャックアセンブリ618の動作を、図7A~図12Cを参照して説明する。図7Aは、成形プロセスの一例である平坦化方法700のフローチャートを示す。図7Bは、分離工程S710のより詳細を含む、分離方法702のフローチャートを示す。また、成形プロセスは、スーパーストレートに代えてパターンを有するテンプレートを用いるインプリント法であってもよい。図8A~8Rは、第2実施形態のスーパーストレートチャックアセンブリ618を用いた平坦化方法700および分離方法702の断面模式図を示している。スーパーストレートチャックアセンブリ618は例示的な方法で示されるが、本方法は第1の実施形態のスーパーストレートチャックアセンブリ118を使用して実行されうる。
この方法は工程S702で開始され、そこでは成形可能材料124の液滴がディスペンスされた基板102がスーパーストレートチャックアセンブリ618の部材630と結合されたスーパーストレート108の下に位置する。したがって、工程S702を実行する前に、成形可能材料の液滴が、上述の方法で基板上にディスペンスされる。この状態が図8Aに示される。図8Aは、スーパーストレートチャックアセンブリ618によって保持されているスーパーストレート108の下方に配置された、ディスペンスされた成形可能材料124を有する基板102の概略断面を示している。
工程S702を実行する前に、スーパーストレートチャックアセンブリ618は、真空吸引を部材630の第1のキャビティ648に加え、第1のキャビティ648をスーパーストレート108の上側面に接触させ、それによってスーパーストレート108を部材630に結合させることによって調製される。部材630の可撓部634内に複数の真空キャビティ(例えば、2つ)がある場合、一実施形態では、真空キャビティの全て(例えば、1つのみ)未満が工程S702中に実施される真空を有する。例えば、一実施形態では中央開口部632に対して半径方向に最も外側の第1のキャビティのみが、真空を付与されてもよい。しかし、別の実施形態では全ての真空キャビティ(例えば、2)は工程S702の間に実施される真空を有する可能性がある。
図8Aに示すように、基板102がスーパーストレート108の下に配置される時点では、一実施形態において、第2のキャビティ652はまだ正圧で加圧されていなくてもよい。別の実施形態では、スループットを改善するために、基板102がスーパーストレート108の下に配置される前に、第2のキャビティ652を正圧で前もって加圧されてもよい。さらに、図8Aに示されるモーメントの前のキャリブレーション工程の間、流体経路(図示せず、第1の実施形態のスーパーストレートチャックアセンブリ118の流体経路154と同等)を使用して、第2のキャビティ652内に負圧を印加してもよい。図8Aに示す状態において、第2のキャビティ内の圧力Pは大気圧と等しいことが好ましいが、また、正に加圧されても、負に加圧されてもよい。基板チャック104はまた、分離イニシエータ110を有しうる。分離イニシエータ110は、1つの例示的な実施形態ではプッシュピンでありうる。分離イニシエータ110は、スーパーストレートチャック104を通って延びる通路内に存在しうる。分離イニシエータ110は、後述する硬化層146からスーパーストレート108を分離する方法の一部として上方に移動するように構成される。
次いで、本方法は工程S704に進み、ここで、スーパーストレートチャックアセンブリ618の第2のキャビティ652は正圧で加圧される。図8Bは、第2のキャビティ652が加圧された後のスーパーストレートチャックアセンブリ618の概略断面を示している。第2のキャビティ652は、流体経路(図示せず、第1の実施形態のスーパーストレートチャックアセンブリ118の流体経路154と同等)を介して正の圧力Pを付与することによって加圧されうる。圧力Pの量は、図8Bに示すようにスーパーストレート108を所望の曲率で湾曲させるのに十分であるように選択することができる。圧力Pは、0.1~10kPaに設定されうる。同時に、真空吸引が第1のキャビティ648に適用される。したがって、工程S704の間、部材630は、第1のキャビティ648を介してスーパーストレート108に取り付けられたままである。図8Bにも示されるように、正圧P、およびスーパーストレート108の湾曲のため、部材630の可撓部634も同様に屈曲/湾曲しうる。第2のキャビティ652はスーパーストレートチャックアセンブリ618を基板102に向かって移動させる前に、またはスーパーストレートチャックアセンブリ618が基板102に向かって移動する際に、圧力Pまで正に加圧されてもよい。スーパーストレートチャックアセンブリ618が基板102に向かって移動する間に加圧が生じる場合には、スーパーストレート608が成形可能材料124に接触する前に、目標圧力に到達すべきである。
方法は工程S706に進み、ここで、スーパーストレート108を基板102上の成形可能材料124の液滴と接触させて、膜層144を形成する。図8Cは、湾曲したスーパーストレート108が成形可能材料124の液滴と接触する直前のスーパーストレートチャックアセンブリ618の概略断面を示している。図8Cに示されるように、正圧Pは依然として維持され、真空吸引は、この瞬間まで、依然として第1のキャビティ148に印加される。一実施形態では、第2のキャビティ652内の圧力Pがスーパーストレート108が成形可能材料124と一致して所望の曲率を維持することにつれて増大する。本出願人は、スーパーストレートの不適合領域が減少するにつれて、特定のスーパーストレート湾曲を維持するためにより多くの圧力を必要とすることを究明した。工程S706中にスーパーストレートの接触面積が増加すると、スーパーストレートの接触面積は接触領域下のスーパーストレートの形状に適合し始め、一方、スーパーストレートの接触領域の外側の部分は曲率を制御する必要のある不適合領域である。この曲率を維持することは、未充填欠陥につながる可能性のある気泡閉じ込めを最小限に抑えるために重要である。一実施形態では、スーパーストレートの適合部分(接触領域)をちょうど超える曲率が制御される。換言すれば、接触領域のすぐ外側の環状領域におけるスーパーストレートの曲率が制御される。一実施形態では、この環状領域における所望のスーパーストレート曲率プロファイルが成形可能材料が接触領域の下に広がる間に制御される。これは、工程S706の間、圧力Pが維持および/または増加されることを必要としうる。一実施形態では、スーパーストレート108が成形可能材料が広がるのを止めた後、「平坦」(基板102の形状に一致する)である。
図8Dは、スーパーストレートチャックアセンブリ618が基板102に向かって下方に移動し続けて膜144を形成する際の概略断面を示している。図8Dに示すように、スーパーストレートチャックアセンブリ618がスーパーストレート108を下方に移動し続けると、成形可能材料124の膜144が、スーパーストレート108の中心と基板102との間の領域に形成され始める。この動作と同時に、第2のキャビティ652内の正圧Pは、スーパーストレート108が成形可能材料124に対して押圧されるときに、スーパーストレート108が成形可能材料とほぼ一致するスーパーストレートの領域において所望の曲率を維持するように、維持または増加されうる。好ましくは、圧力Pは増加される。すなわち、図8Cと比較して図8Dに見られるように、スーパーストレート108は、成形可能材料に適合しようとするスーパーストレートの領域が所望の曲率を維持するように、図8Dの弧より小さい弧を有する。同時に、部材630の可撓部634も、今度はスーパーストレート108とともに平坦化し始めるにつれて、図8Cと比較して、図8Dにおいてより平坦な形状を有する。
図8Eは、スーパーストレート108が基板102に向かってさらに押された地点におけるスーパーストレートチャックアセンブリ618の概略断面を示している。図8Eに見られるように、スーパーストレート108が下方に押され続けると、成形可能材料124の膜144は、基板102の表面に沿って縁部に向かってさらに広がる。正圧Pは、成形可能材料とほぼ一致する基板の領域において所望の曲率を維持するように、さらに増加または維持される。好ましくは、圧力Pはさらに増加される。従って、スーパーストレート108が基板102に向かって下方に押され続けるにつれて、スーパーストレート108は、成形可能材料に適合するような基板の領域において所望の曲率を維持するように曲げ続ける。すなわち、図8Eのスーパーストレート108は、成形可能材料に適合しようとするスーパーストレートの面積が所望の曲率を維持するように、図8Dよりも弧が小さい。同時に、可撓部634もまた、図8Cおよび8Dに対して平坦化し続ける。すなわち、可撓部634は、図8Dよりも図8Eにおいて平坦である。真空吸引は、依然として、図8Dおよび8Eに示される位置全体にわたって、第1のキャビティ648に印加される。
図8Fは、膜144が完全に形成されるように、スーパーストレート108が成形可能材料124に完全に押し付けられた点におけるスーパーストレートチャックアセンブリ618の概略断面を示している。図8Fに示されるように、スーパーストレート108は、再び平坦になるまで押圧されている。すなわち、スーパーストレート108は、もはや弧を有していないか、または実質的に弧がない。同様に、部材630の可撓部634は、平坦であるか、または実質的に屈曲がない。この時点での第2のキャビティ652内の正圧は、完全に除去されるか、または大気に開放される。真空吸引は、図8Eに示される瞬間が硬化の前であり、かつ以下に記載される分離プロセスの前であるように、第1のキャビティ648に依然として適用される。
次に、本方法は工程S708に進み、スーパーストレート108と基板102との間に位置する形成された膜144が硬化される。図8Gは、第1の実施形態による、工程S708の硬化工程中のスーパーストレートチャックアセンブリ618の概略断面を示している。第1の例示的な実施形態では、硬化工程が硬化システムを使用して上述の方法で実行されてもよい。放射線源126は例えば、光透過部材及びスーパーストレート108を通って方向付けられるUV放射線を放射することができ、その各々は、UV放射線を通過させる。一実施形態では、部材630は、硬化プロセスを妨害しないように、UV放射に対して透明であってもよい。別の実施形態では、部材630は、UV放射に対して透明である必要はない。部材630が紫外線に対して不透明である場合、部材630は多層構造体(基板102、未硬化成形可能材料124、およびスーパーストレート108)に対して移動される必要があり、一方、多層組合せの未硬化成形可能材料124は、工程S708の間に硬化される。この第1の実施の形態では、UV放射線が光透過部材を通過する場合、光透過部材150は310~700nm(例えば、UV光と可視光)の波長を有する光の80%以上を透過するデータ、例えば、サファイア、融合シリカから構成されることができる。UV放射への露光後、成形可能材料の膜144が硬化され、それによって、硬化された硬化層146が形成される。硬化プロセス中、第2のキャビティ652内の圧力Pは大気圧であり続けてもよく、第1のキャビティ648には依然として真空吸引が適用されてもよい。
図8H及び図8Iは、第2の実施形態による、工程S708の硬化工程中のスーパーストレートチャックアセンブリ618の概略断面を示している。第2の例示的な実施形態では、図8Hに示されるように、スーパーストレート108は、最初に部材630から解放される。したがって、この時点で、第1のキャビティ648に印加された真空は終了している。スーパーストレート108が部材630から解放された後、スーパーストレート108/膜144/基板102/基板チャック104の組合せを、ステージを介して別の位置に移動させることができる。図8Iに示されるように、スーパーストレート108/膜144/基板102/基板チャック104の組合せが、一旦、他の位置に存在すると、硬化プロセスを実行することができる。第1の実施形態と同様に、硬化は、スーパーストレート108を介して膜144をUV光に露光することによって行うことができる。しかし、スーパーストレート108/膜144/基板102/基板チャック104の組合せは別の位置にあり、もはやスーパーストレートチャックアセンブリ118に結合されないため、UV光は光透過部材650を通過する必要も、部材630を通過する必要もない。この第2の実施の形態では、UV放射線が光透過部材を通らない場合、光通過部材650は400~700nm(すなわち、可視光でありUV光ではない)の波長80%以上の光を送信部材から構成されてもよく、例えば、ガラス、ホウケイ酸塩、などであって、UV光を送信部材から構成する必要はない。硬化が完了した後、スーパーストレート108/硬化膜146/基板102/基板チャック104の組合せをスーパーストレートチャックアセンブリ618の下に戻すことができる。
次に、本方法は工程S710に進み、スーパーストレート108が硬化層146から分離される。スーパーストレート108を硬化層146から分離する方法702の詳細は、図7Bのフローチャートに示されている。図8J~8Rは、図7Bのフローチャートを示す分離方法702の工程に対応するスーパーストレートチャックアセンブリ118の概略断面を示している。図9は、図7Bのフローチャートに示される分離方法の工程に対応するスーパーストレート108/硬化層146/基板102/基板チャック104の組合せの上面概略図を示す。図10Aは、図7Bの硬化層146からスーパーストレート108を702分離する方法の実行中におけるプレートチャックアセンブリ618のZ寸法位置を表すタイミングチャートである。図10Bは、図8J~図8R及び図9の例示的な実施形態に従った、スーパーストレートを図7Bの硬化層から分離する方法の実行中におけるプレートチャックアセンブリの傾斜を表すタイミングチャートである。
スーパーストレート108を硬化層146から分離する方法を開始する前に、スーパーストレート108/硬化層146/基板102/基板チャック104の組合せは、スーパーストレートチャックアセンブリ618の下に配置されうる(すなわち、結合されない)。あるいは、スーパーストレート108/硬化層146/基板102/基板チャック104の組合せはすでにスーパーストレートチャックアセンブリ618と連結されていてもよい。第1の過程が図8Jに示されており、これは図8Hおよび8Iに示される硬化実施形態、すなわち、硬化が別の位置でなされる硬化実施形態に対応する。硬化が完了した後、スーパーストレート108/硬化層146/基板102/基板チャック104の組合せは、スーパーストレートチャックアセンブリ618の下に位置される。図8Gに示される硬化実施形態の場合、スーパーストレート108はスーパーストレートチャックアセンブリ618から分離されず、従って、スーパーストレート108/硬化層146/基板102/基板チャック104の組合せは依然としてスーパーストレートチャックアセンブリ618と連結されている。いずれの場合も、この同じ時間の瞬間は、図9の状態902によって概略的に表される。図9に示すように、分離プロセスが位置902でまだ始まっていないので、スーパーストレート108と硬化層146との間の分離の兆候はない。すなわち、図9の位置902では、分離されていない部分903のみが存在し、分離された部分は存在しない。さらに、図8A~8Jに示すように、分離方法はまだ開始されていないので、分離イニシエータ110は後退位置にある。すなわち、図8A~図8Jに示される工程全体を通して、分離イニシエータ110は、スーパーストレート108と接触するようにまだ作動されていない。
硬化層146からスーパーストレート108を分離する方法は工程S712で始まり、初期分離点802において硬化層146とスーパーストレート108との間で分離前線(separation front)が引き起こされる。図8Kは、初期分離点802において分離前線を引き起こすために工程S712が実行された瞬間のスーパーストレート108/硬化層146/基板102/基板チャック104の組合せ上のスーパーストレートチャックアセンブリ618の概略断面を示している。この時点で、Z次元におけるスーパーストレートに対するスーパーストレートチャックアセンブリ618の位置は、図8KにおいてZposによって示される。図8Kに示すように、Z位置Zposは、基板チャック104の上面とスーパーストレートチャックアセンブリ618の部材650の中点との間の距離として定義される。
図8Kに示すように、分離前線の開始は、分離イニシエータ110を後退位置から伸長位置に作動させることによって行われうる。図8Kに示す伸長位置では、分離イニシエータ110の先端がスーパーストレート108の下側縁部でスーパーストレート108に接触し、硬化層146からスーパーストレート108の縁部を押し出す。すなわち、分離イニシエータ110が上向きに移動し、スーパーストレート108の下側縁部に接触する力は、スーパーストレート108の縁部を硬化層146の縁部から分離するのに十分である。図9の位置904は、初期分離点802の概略上面図を示している。図9に示すように、位置904では、この分離前線の開始によって、小さな分離領域905と大きな非分離領域906を有する。分離領域905と非分離領域906との比は、1:200~1:50でありうる。
次に、本方法は工程S714に進み、ここで、スーパーストレート108が可撓部634によって保持されている間に、プレートチャックアセンブリ618および/または基板チャック104が、初期分離点802から離れるように傾斜される。これを達成するために、スーパーストレート108/硬化層146/基板102/基板チャック104の組合せは、スーパーストレートチャックアセンブリ618と連結される。硬化が異なる位置で起こる図示の実施形態では、本方法が図8Lに示す結合工程を含む。すなわち、図示の実施形態では、初期分離点において分離前線が引き起こされた後、スーパーストレート108/硬化層146/基板102/基板チャック104の組合せをスーパーストレートチャックアセンブリ618に結合する工程がある。図8Lに示される瞬間に、スーパーストレートチャックアセンブリ618は可撓部634がスーパーストレート108と接触するために、図8Kに示される動きに対してZ方向に下げられている。したがって、図8LのZposは、図8KのZposよりも小さい。
図9に示す位置907は、図8Lに示すのと同じ状態である。このように、位置907では、結合のみが行われているので、分離量に変化はない。図9に示すように、位置907では、位置904と同じ分離領域905および同じ非分離領域906が依然として存在する。したがって、分離領域905と非分離領域906との比率は、位置904から変化していない。
スーパーストレート108/膜層144/基板102/基板チャック104の組合せがスーパーストレートチャックアセンブリ618と結合したままで硬化が生じる場合、スーパーストレート108/硬化層146/基板102/基板チャック104の組合せは、初期分離点802において分離前線が引き起こされる時点でスーパーストレートチャックアセンブリ618と既に結合されているため、結合工程は存在しない。いずれの場合も、この方法は最終的には図8Lに示す位置に到達するであろう。従って、スーパーストレート108/膜層144/基板102/基板チャック104の組合せがスーパーストレートチャックアセンブリ618と結合したままの状態で硬化が生じる場合、分離イニシエータ110を作動させる工程は、スーパーストレート108/膜層144/基板102/基板チャック104の組合せがスーパーストレートチャックアセンブリ618と結合されている間に生じる。
図8Mは、工程S714の一部として、初期分離点802から離れる傾斜の開始を示している。図示の実施形態では、スーパーストレートチャックアセンブリ618が傾斜している。しかし、別の実施形態では、基板チャック104を傾斜させることができる。さらに別の実施形態では、両方を傾斜させることができる。両方を傾けると、2つは反対方向に傾く。図8Mに示すように、傾斜θtは、スーパーストレートチャックアセンブリ618をX軸(θX)の方向に反時計回りに回転させることによって加えることができる。回転がX軸(θX)の周りにあるとき、傾斜はθtxとも呼ばれる。X軸(θX)を中心に反時計方向に回転させることによって、初期分離点802に位置するスーパーストレート108の部分が上方に持ち上げられる。分離点がスーパーストレート108の反対側(すなわち、図示の実施形態とはY軸の反対側)にあるときにも、同じ原理を適用することができる。このとき、チルトθtは、X軸(θX)を中心として時計回りになる。図8Mに示されるように、傾斜中、スーパーストレート108とスーパーストレートチャックアセンブリ618との結合は、キャビティ648に印加される真空度を維持することによって維持される。図8Mの図示された実施形態ではスーパーストレートチャックアセンブリ618のZ寸法の動きはなく、したがって、図8MのZposは図8LのZposと同じである。
図9の位置908は、図8Mに示される状態に対応する分離の概略上面図を示している。図9に示されるように、傾斜を実行することによって、硬化層146からのスーパーストレート108の分離前線は、基板の周囲に沿って伝播し始め、したがって、分離領域909および非分離領域910を提供する。分離領域909と非分離領域910との比は、1:150~1:10でありうる。
傾斜θtの大きさは、断面図の水平Y軸及び水平面に対して0.01ミリラジアン~10ミリラジアンとすることができる。
次に、分離方法は工程S716に進み、傾斜θtを維持または増加させながら、スーパーストレートチャックアセンブリ618および/または基板チャック104に対して、他方から離れる方向に力Fを加える。力Fを適用すると、Zposが大きくなる。図8Nは、Zposを増大させるために、力FがZ軸に沿って上向きにスーパーストレートチャックアセンブリ618に加えられている瞬間の例示的な実施形態を示している。傾斜θtの大きさは、図8Mと比較して図8Nにおいて同じである。すなわち、図示された実施形態では、基板チャック104が静止している間、基板チャック104から離れるようにプレートチャックアセンブリ618に力Fが加えられてZposが増大し、傾斜θtが前の工程から維持される。しかし、別の実施形態では、同じZpos上昇を達成するために、プレートチャックアセンブリ618が静止している間に、力Fを基材チャック104にZ方向に下方に加えることができる。さらに別の実施形態では、スーパーストレートチャックアセンブリ618および基板チャック104の両方に力を加えることができる。そのケースでは、一方の力が基材チャック104に下向きZ方向に加えられ、他方の反対の力がスーパーストレートチャックアセンブリ618に上向きZ方向に加えられ、それによって同じZpos増加が達成されるように、力は互いに反対である。また、いずれの実施形態においても、傾斜θtを維持する代わりに大きくすることができる。傾斜θtを増加させると、傾斜θtは前の段階の傾斜θtに対して0.01~10ミリラジアン増加することができる。
図9の位置911は、図8Nに示されるモーメントに対応する分離の概略上面図を示す。図9に示されるように、Zposを増大させるための上向きの力Fの結果として、分離前線は基板102の円周に沿ってさらに伝播し続け、したがって分離領域912および非分離領域913を提供する。位置911における分離領域912は、位置911における非分離領域913よりも小さい。分離領域912と非分離領域913との比は、1:50~1:4でありうる。
次に、分離方法702は工程S718に進み、ここで、プレートチャックアセンブリおよび/または基板チャックに対して、他方から離れる方向に力Fが加えられ続け、それによって、プレートが硬化層に接触しなくなるまで、Zposを増加させる。すなわち、1つの例示的な実施形態では、単に力Fを加え続けるだけで、スーパーストレート108を硬化層146から完全に分離するのに十分であり得る。図8Oは、プレートチャックアセンブリ618に力FがZ軸に沿って上方に加えられ続けてZposが増大し続ける瞬間の例示的な実施形態を示す。図8Oでは、傾斜βtは前の工程から一定に保たれている。図8Oに示すように、傾斜θtを維持しながら、力Fを継続して加えると、スーパーストレート108と硬化層146との間の分離は、初期分離点802に対して基板102の円周に沿った半径方向の対向点に到達し始める。この時点で、初期分離点802の反対側の点において分離前線が生じる(すなわち、分離前線は反対側の端部のエッジに非常に近い)が、初期分離点802での分離前線の伝播は基板102の中心に向かってはるかに増加している。例えば、初期分離点802の縁部R1からの分離の半径方向距離と、半径方向に対向する点R2からの分離の半径方向距離との比は、10:1~2:1でありうる。
図9の位置914は、図8Oに示される状態に対応する分離の概略上面図を示している。図9に示すように、継続的に上方に力FがZposを増加させ、傾斜βtを維持することにより、分離前線は基板102の円周に沿ってさらに伝搬され続け、分離領域915および非分離領域916ができる。位置914における分離領域915は基板102の円周の周りを完全に伝播しているが、分離前線は初期分離点802に対して基板102の中心に向かってはるかに遠い。したがって、位置914において分離領域915は非分離領域916よりも小さい。分離領域915と非分離領域916との比は、1:20~1:2でありうる。上述のように、力Fはまた、スーパーストレートチャックアセンブリ618上の上方に代えて、基板チャック104上に下方に連続的に加えることができ、または、同じ結果を達成するために、両方の対向する力を同時に連続的に加えることができる。
1つの例示的な実施形態では、力Fの継続的な印加は、硬化層146全体からスーパーストレート108全体が完全に分離するまで、分離前線を伝播し続けるのに十分であり、この場合、この方法は図8Rおよび図9の位置923に示される瞬間にスキップする。しかし、図示された例示的な実施形態では、分離をさらに改善する追加の中間工程が示されている。
第1の追加の中間工程を図8Pに示す。第1の追加の工程では、力Fを加え続けながら、プレートチャックアセンブリ618および/または基板チャック104が初期分離点802に向かって傾斜する。図示の実施形態では、スーパーストレートチャックアセンブリ618は傾斜している。しかし、別の実施形態では、基板チャック104を傾斜させることができる。さらに別の実施形態では、両方を傾斜させることができる。両方が傾いている場合、2つは反対方向に傾いている可能性がある。
図8Pに示されるように、傾斜θtは、スーパーストレートチャックアセンブリ618をX軸(θX)の周りで図8M~8Oの傾斜の方向とは逆の方向に回転させることによって変更されうる。したがって、図8Pの傾斜θtの方向は、図示された例示的な実施形態では時計回りである。X軸(θX)を中心に時計回り方向に回転させることによって、初期分離点802に対向して位置するスーパーストレート108のかなりの部分が上方に持ち上げられる。すなわち、反対方向の傾斜を適用することによって、分離前線は、初期分離点802の反対側から始まって、基板102の中心に向かって伝播される。図9の位置917は、図8Pに示される状態に対応する分離の概略上面図を示している。図9に示すように、逆傾斜θtを行うことにより、硬化層146からのスーパーストレート108の剥離が基板102の中心に向かって伝播し、剥離領域918と非剥離領域919とが得られる。位置917の分離領域918は、位置914の分離領域915よりも大きくなるであろう。分離領域918と非分離領域919との比は、1:3~4:1でありうる。
逆方向傾斜θtの大きさは、断面図に示す水平Y軸及び水平面に対して0.01~10ミリラジアンでありうる。
第2の追加の中間工程を図8Qに示す。第2の追加の工程では、Zposをさらに増大させるために上向きに力Fを加え続けている間、プレートチャックアセンブリ618および/またはサブストレートチャック104もはや傾けられない。図示の実施形態では、スーパーストレートチャックアセンブリ618がもはや傾斜していない。しかし、別の実施形態では基板チャック104が先に傾いていた場合、基板チャック104は第2の追加工程でもはや傾いていない。以前に両方が傾斜していたさらに別の実施形態では、基板チャックアセンブリ618および基板チャック104の両方が第2の追加工程で傾斜しなくなる。
図8Qに示されるように、傾斜が除去された後、スーパーストレートチャックアセンブリ618は図8Lに示される瞬間のように、スーパーストレートチャック104に対して平行方向に戻っている、すなわち、θtは0である。傾斜を除去し、力Fを加え続けることによって、分離前線は、基板102の全周に対して基板102の中心に向かって伝播し続ける。図9の位置920は、図8Qに示される状態に対応する分離の概略上面図を示している。図9に示されるように、傾斜θtを除去し、力Fを加え続けることによって、硬化層146からのスーパーストレート108の分離前線は基板102の中心に向かって大きく伝播し、したがって、分離領域921および小さな非分離領域922を提供する。位置920における分離領域921は、位置920における非分離領域922よりも何倍も大きい。分離領域921と非分離領域922との比は、50:1~500:1でありうる。
傾斜がなく、力Fが加えられ続ける第2の追加工程を続けると、最終的には図8Rに示す瞬間に到達する。図8Rは、上層108が硬化層146から完全に解放された直後に、工程S710/分離方法702の分離が完了した瞬間を示している。分離が完了した後に図8Rに示されるように、スーパーストレートチャックアセンブリ618はスーパーストレート108を保持し、基板102は硬化層146を保持する。図9の位置923は、図8Rに示される状態に対応する分離の概略上面図を示している。図9に示すように、スーパーストレート108が硬化層146から完全に分離された後、分離領域924のみが存在し、非分離領域は存在しない。
次いで、平坦化プロセス700は、図8Aに示される状態に戻ることによって、別の基板について再び開始され得る。平坦化プロセス700は、数万のオーダーで何度も繰り返されうる。スーパーストレートチャックアセンブリ618からスーパーストレート108を取り外すことが望ましい場合(例えば、所定数の平坦化プロセスが完了した後、またはスーパーストレートを交換すべきであることを他のいくつかの指標が示唆する場合)、第1のキャビティ148に印加された真空度を解放することができる。
スーパーストレートチャックアセンブリ618を図8J~図8Rおよび図9で持ち上げて傾けるプロセスを含む、上述の分離方法702が、図10Aおよび図10Bのタイミングチャートに示されている。図10A、図10Bのタイミングチャートの横軸はt0が分離処理の開始、t1~t5は処理の異なる段階であり、tfは処理が終了した瞬間である。t0からt5のそれぞれが、対応する時点で図8J~8Rおよび図9に表示される。具体的には、図に示すように、t0は図8J、位置902に対応し、t1は図8K、位置904に対応し、t2は図8L、位置907に対応し、t3は図8M、位置908、t4は図8O、位置914に対応し、t5は図8R、位置923に対応する。処理tfの終端はt5後、すなわち、完全な分離後に起こる。
図10Aは、分離工程中のZ方向におけるスーパーストレートチャックアセンブリ618の相対位置(Zpos)のタイムチャートを示している。ここで、曲線1002は、図8J~図8Rの例示的な実施形態に従うスーパーストレートチャックアセンブリ618のZposを表す。破線1004は、代替実施形態の相対位置(Zpos)を表す。図10Aに示すように、時間t0からt1までのZ位置(Zpos)は一定であり、時間t1からt2までのZposは減少し、時間t2からt3までのZpos は一定であり、時間t3からt4までのZposは増加し、t5からtfまでのZposは一定である。線1004は同様のZposカーブを有する別の実施形態を示すが、線1004によって表される実施形態では、Zposは、t0からt1で減少し、t1からt2で一定に保たれ、t2からt3でわずかに増加し、最後にt5の後に終端tfに向けて増加し続けることができる。Zposのt0からt1での減少は、スーパーストレートチャックアセンブリ618を、t1で分離イニシエータ110を作動させる前にスーパーストレート108と結合するように下降させることを表している。t5後の終端tfに向けてのZposの増加は、スーパーストレートチャックアセンブリ618が分離がt5で完了した後に持ち上げ続けることができることを示している。
図10Bは、分離処理中のX軸(θX)を中心とする相対傾斜θtのタイミングチャートを示している。ここで、線1006は、図8J~8Rの例示的な実施形態に従うスーパーストレートチャックアセンブリ618の傾斜θtを表す。破線1008、点線1010、および一点鎖線1012は、それぞれ、代替実施形態の傾斜θtを表す。図10Bに見られるように、t直線1006に抑制される実施形態では、t0からt2までの時間は傾斜θtは一定であり、t2からt3までの時間は傾斜θtは増加し、t3からt4までの時間は傾斜θtは一定であり、t4からt5までの時間は傾斜θtは減少し、その後、負の値になって0に戻り、t5から終端tfまで傾斜θtは一定である。t4とt5との間の負への低下は、上述したような反時計回りの傾斜から時計回りの傾斜への切り替えを表しており、0傾斜は平行を表している。
線1008は、同様の傾斜θt曲線を有する別の実施形態を示しているが、線1008によってによって示される実施形態では、傾斜θtはt3からt4で増加し、次に、t4からt5で、線1006によって表される実施形態と同様のパターンに従ういうる。傾斜θtを単に維持するのではなく、t3からt4で傾斜θtを増加させることで、状況によっては分離を支援する場合がある。線1010および1012によって表される実施形態は、t4からt5で傾斜θtの変化が決して0を下回らないことを除いて、線1006によって表される実施形態と同様である。したがって、これらの実施形態では、時計回りの傾斜はない。さらに、線1010は、線1012よりも傾きθtの変化が速いことを示している。
図11は、硬化層からスーパーストレートを分離する方法の別の例示的な実施形態の上面概略図を示している。図11に示されるプロセスは、第2の回転軸(θy)が分離の一部として実施されることを除いて、図9のプロセスと同様である。すなわち、図11の実施形態では、チルト処理中に、第1の実施形態と同様に、X軸(θX)の周りにチルトθtxが行われ、X軸のみではなく、Y軸(θY)の周りにチルトθtyが行われる。図12A~12Cは、図10A及び図10Bと同様のタイミングチャートを示している。図12Aは、図11の実施形態による分離工程中のスーパーストレートチャックアセンブリ618の同じZ位置(Zpos)を表す線1202を示す。図12Bは、X軸(θX)の周りで実行される傾斜θtxを表す線1204を示し、図12Cは、Y軸(θY)の周りで実行される傾斜θtyを表す線1206を示す。それぞれの図は、図10Aから図10Bと同様に、t0からtfまでの範囲の同じ横方向のタイミングポイントを持っている。図11は、図12A~図12Cのタイミングチャートに示す時刻に対応するタイミング表記を含む。図11に示すように、位置1102はt0に対応し、位置1104はt1に対応し、位置1107は位置t2に対応し、位置1108はt3に対応し、位置1125はt4に対応し、位置1123はt5に対応する。
図11は、図9の実施形態と同様の位置を示している。位置1102、1104、1107、1108は、図9の対応する位置と同じである。すなわち、位置1102では、分離プロセスはまだ開始されていない。位置1104で、分離イニシエータ110は、分離を開始するために作動されている。位置1107において、スーパーストレートチャックアセンブリ618は、スーパーストレートと連結されている。位置1108において、X軸の周りの傾斜θtxは、図9の実施形態と同じ方法で実施されている。しかしながら、位置1108の後では、図12Bの傾斜θtxタイミングチャートおよび図12Cの傾斜θtyタイミングチャートによって最も良く示されるように、分離方法は異なっている。
図12Bに示すように、図11の位置1107から位置1108に対応する時間t2からt3までは、図9の実施形態と同様、傾斜θtyはない状態で傾斜θtxは直線的に増大する。図11の1108、1111、1114、1117、1125の位置に対応する時間t3からt4までは、傾斜θtxと傾斜θtyが変化する。図12Aおよび図12Bに示すように、傾斜θtxは、最大値に達した時点から放物線的に(または別の滑らかな曲線で)減少し始め、傾きθtyは0から放物線的に(または別の滑らかな曲線で)増加し始める。傾斜θtxは負の値に達するまで減少し(例えば、時計回りの傾斜に切り替わる)、次いで、正の値に戻るまで増加し始める(例えば、反時計回りの傾斜に切り替わる)。最後に、t4に到達する前に、傾斜θtxは0に到達する(すなわち、傾きがない)まで、再度減少する。同時に、傾斜θtyは、増加期間の後、最終的に負の値に達するまで(例えば、反時計回りから時計回りへの傾斜、またはその逆への切り替え)減少し始める。その後、傾斜θtyは、時間t4に達する直前に0(すなわち、傾斜なし)に達するまで増加し始める。したがって、時間t4では、傾斜θtxと傾斜θtyの両方が0(すなわち、チルトなし)である。時間t4からt5、最終的に終端fまで、傾きはなくなり、図12Aに示すようにZposのみが変化する。時間t4からt5に持ち上げる期間は、図11の位置1122を含む。したがって、図11の位置1123に対応する時間t5において、分離が完了する。
図9と同様に、図11に示す位置は、分離方法に従うことによって、分離の伝播を示す。したがって、図9と同様に、位置の各々は、プロセスの様々な瞬間にどれだけの分離があるかを示す。位置1102には、非分離領域1103のみが存在する。位置1104には、分離部分1105および非分離領域1106がある。位置1107には、分離領域1105と非分離領域1106がある。位置1108には、分離領域1109と非分離領域1110がある。位置1111には、分離領域1112と非分離領域1113がある。位置1114には、分離領域1115と非分離領域1116がある。位置1117には、分離領域1118と非分離領域1119がある。位置1125には、分離領域1126と非分離領域1127がある。位置1120には、分離領域1121と非分離領域1122がある。位置1123には、分離領域1124のみがあり、非分離領域はない。図11の位置1104、1107、および1108における非分離領域の分離領域に対する面積の比は、図9のそれぞれの位置904、907、および908と同じである。位置1111の分離領域1112と非分離領域1113との比は、1:40~1:4でありうる。位置1114の非分離領域1116に対する分離領域1115の比は、1:10~3:4でありうる。位置1117の非分離領域1119に対する分離領域1118の比は、1:4~4:1でありうる。位置1125の非分離領域1127に対する分離領域1126の比は、1:3~5:1でありうる。位置1121の非分離領域1122に対する分離領域1121の比は、50:1~500:1でありうる。
平坦化/インプリントプロセスの一部として上述の分離方法702を実施することによって、硬化層を実質的に損傷することなく、硬化層からプレートを除去することができる。
上述の説明を考慮すれば、当業者には、種々の実施形態のさらなる修正および代替の実施形態が明らかであろう。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、説明された形態は、実施形態の例示として解釈されるべきであることを理解されたい。要素および材料は、本明細書に図示され説明されたものと置き換えることができ、部品および方法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、この説明の恩恵を受けた後に当業者には明らかになろう。
Claims (20)
- 表面を成形する方法であって、
基板チャックによって保持された基板の上に成形可能材料をディスペンスする工程と、
プレートチャックアセンブリによって保持されたプレートを前記成形可能材料と接触させ、それによって前記プレートと前記基板との間に前記成形可能材料の膜を形成する工程と、ここで、前記プレートチャックアセンブリは、
中央開口部を有する可撓部と、
前記可撓部によって形成されたキャビティであって、前記プレートが前記キャビティ内の圧力を低減することによって前記可撓部によって保持される、キャビティと、を含み、
前記成形可能材料の前記膜を硬化させて、前記プレートと前記基板との間に硬化層を形成する工程と、
初期分離点において前記硬化層と前記プレートとの間に分離前線を引き起こす工程と、
前記プレートが前記可撓部によって保持されている間に、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方を前記初期分離点から離れる方向に傾斜させ、それによって前記分離前線を前記硬化層の周囲に沿って円周方向に伝播させる工程と、
前記分離前線が前記硬化層の全周に沿って伝播するまで、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方の傾斜を維持または増加させながら、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方に対して、他方から離れる方向に力を加える工程と、
前記プレートが前記硬化層に接触しなくなるまで、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方に対して、他方から離れる方向に力を加え続ける工程と、
を有することを特徴とする方法。 - 前記力を加えた後、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方を前記初期分離点に向かって傾斜させる工程を更に有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記力を加える間に、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方の傾斜の量を増加させる工程を更に有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの前記少なくとも1つを傾斜させることは、前記プレートチャックアセンブリを傾斜させることを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの前記少なくとも1つを傾斜させることは、前記基板チャックを傾斜させることを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも1つに前記力を加えることは、前記力を前記プレートチャックアセンブリに加えることを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記プレートチャックアセンブリに加えられる前記力は、前記基板チャックから離れる方向の力である、ことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記プレートチャックアセンブリに加えられる前記力によって、前記プレートチャックアセンブリが前記基板チャックから離れる方向に移動する、ことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記硬化の前に、前記プレートチャックアセンブリから前記プレートを解放する工程を更に有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記硬化の後、前記プレートチャックアセンブリで前記プレートを保持する工程を更に有する、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記分離前線を引き起こす工程は、前記硬化の後、かつ、前記プレートチャックアセンブリで前記プレートを保持する前に実行される、ことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記分離前線を引き起こす工程は、前記硬化の後、かつ、前記プレートチャックアセンブリで前記プレートを保持した後に実行される、ことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの前記少なくとも一方の傾斜は、水平面に対して0.01~10ミリラジアンの傾斜を含む、ことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記分離前線を引き起こす工程は、プッシュピンを前記プレートに接触させることを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記プッシュピンは、前記基板チャックを通過する、ことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方を、前記離れる傾斜の方向とは垂直な方向に追加的に傾斜させる工程を更に有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記追加的な傾斜の量を増加させながら前記離れる傾斜の量を減少させる工程を更に有する、ことを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記プレートは、平坦な表面を有するスーパーストレートまたはパターニングされた表面を有するテンプレートである、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 成形システムであって、
プレートを保持するプレートチャックアセンブリと、ここで、前記プレートチャックアセンブリは、
中央開口部を有する可撓部と、
前記可撓部によって形成されるキャビティであって、前記プレートが前記キャビティ内の圧力を低減することによって前記可撓部によって保持される、キャビティと、を含み、
基板を保持する基板チャックと、
前記基板の上に成形可能材料をディスペンスする流体ディスペンサと、
前記プレートの下の前記成形可能材料を硬化させて、前記基板の上に硬化層を形成する硬化システムと、
初期分離点において前記硬化層と前記プレートとの間に分離前線を引き起こすように構成された分離イニシエータと、
位置決めシステムと、を有し、
前記位置決めシステムは、
前記プレートが前記可撓部によって保持されている間に、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方を前記初期分離点から離れる方向に傾斜させ、それによって、分離前線を前記硬化層の周囲に沿って円周方向に伝播させ、
前記分離前線が前記硬化層の全周に沿って伝播するまで、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方の傾斜を維持または増加させながら、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方に対して、他方から離れる方向に力を加え、
前記プレートが前記硬化層に接触しなくなるまで、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方に対して、他方から離れる方向に力を加え続ける、
ことを特徴とする成形システム。 - 物品製造方法であって、
基板チャックによって保持された基板の上に成形可能材料をディスペンスする工程と、
プレートチャックアセンブリによって保持されたプレートを前記成形可能材料と接触させ、それによって前記プレートと前記基板との間に前記成形可能材料の膜を形成する工程と、ここで、前記プレートチャックアセンブリは、
中央開口部を有する可撓部と、
前記可撓部によって形成されたキャビティであって、前記プレートが前記キャビティ内の圧力を低減することによって前記可撓部によって保持される、キャビティと、を含み、
前記成形可能材料の膜を硬化させて、前記プレートと前記基板との間に硬化層を形成する工程と、
初期分離点において前記硬化層と前記プレートとの間の分離前線を引き起こす工程と、
前記プレートが前記可撓部によって保持されている間に、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方を前記初期分離点から離れる方向に傾斜させ、それによって、前記分離前線を前記硬化層の周囲に沿って円周方向に伝播させる工程と、
前記分離前線が前記硬化層の全周に沿って伝播するまで、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方の傾斜を維持または増加させながら、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方に対して、他方から離れる方向に力を加える工程と、
前記プレートが前記硬化層に接触しなくなるまで、前記プレートチャックアセンブリおよび前記基板チャックの少なくとも一方に対して、他方から離れる方向に力を加え続ける工程と、
前記硬化した成形可能材料を加工して物品を製造する工程と、
を有することを物品製造方法。
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US17/484,495 US20230095200A1 (en) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | Method of shaping a surface, shaping system, and method of manufacuring an article |
US17/484,495 | 2021-09-24 |
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