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JP2021502696A - 両面処理のためのパターニングされたチャック - Google Patents

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Abstract

本明細書に記載の実施形態は、複数の空洞が形成された基板チャッキング装置に関する。空洞は、チャッキング装置の本体に形成され、複数の支持要素が、本体から延びて、複数の空洞のそれぞれを隔てている。一実施形態では、第１の複数のポートが、本体の上面に形成され、複数の支持要素のうちの１つ以上を通って本体の底面まで延びている。別の実施形態では、第２の複数のポートが、複数の空洞の底面に形成され、本体を通って本体の底面まで延びている。さらに別の実施形態では、第１の電極アセンブリが、本体の上面に隣接して、複数の支持要素のそれぞれの内部に配置され、第２の電極アセンブリが、複数の空洞のそれぞれに隣接して本体内に配置される。【選択図】図４

Description

［０００１］本開示の実施形態は、一般に、基板チャックに関する。より具体的には、本明細書に記載される実施形態は、パターニングされた基板チャックに関する。
［０００２］基板チャッキング装置が、半導体およびディスプレイ産業において、基板の移送または処理中に基板を支持するために一般に使用されている。新たな技術が、基板上におけるデバイスおよび構造体の製造のための種々の先進的処理技術の開発につながってきた。例えば、バーチャルリアリティおよび拡張現実用途のための導波管装置の製造は、従来の基板処理技術の限界を押し広げてきた。
［０００３］導波管装置は、ガラスまたはガラス状基板上に形成された微細構造を組み込んでいる。多くの場合、微細構造は、基板の表側および基板の裏側に形成される。しかしながら、処理中に、基板の表側および裏側に形成された微細構造を有する基板をハンドリングおよび支持することは、困難である。例えば、従来のチャッキング装置は、表側が処理されている間に、基板の裏側に形成された微細構造に損傷を与える可能性がある。
［０００４］したがって、当技術分野で必要とされるものは、改良されたチャッキング装置である。
［０００５］一実施形態では、基板チャッキング装置が提供される。この装置は、上面および上面の反対側の底面を有する本体と、本体内に形成され、上面から窪んだ複数の空洞と、複数の空洞を隔て、本体から上面まで延びる複数の支持要素とを含む。複数のポートが、本体内に形成され、複数の支持要素のうちの１つ以上を通って上面から底面まで延び、導管が、複数のポートのそれぞれと流体連通している。
［０００６］別の実施形態では、基板チャッキング装置が提供される。この装置は、上面および上面の反対側の底面を有する本体と、本体内に形成され、上面から窪んだ複数の空洞と、複数の空洞を隔て、本体から上面まで延びる複数の支持要素とを含む。第１の複数のポートが、本体内に形成され、複数の支持要素のうちの１つ以上を通って上面から底面まで延び、第１の導管が、第１の複数のポートのそれぞれと流体連通している。第２の複数のポートが、本体内に形成され、複数の空洞のそれぞれの底面から本体の底面まで延びる。第２の導管が、第２の複数のポートのそれぞれと流体連通している。
［０００７］別の実施形態では、基板チャッキング装置が提供される。この装置は、上面および上面の反対側の底面を有する本体と、本体内に形成され、上面から窪んだ複数の空洞と、複数の空洞を隔て、本体から上面まで延びる複数の支持要素とを含む。ポリマーコーティングが、本体の上面、複数の支持要素、および複数の空洞内に配置される。第１の電極アセンブリが、本体の上面に隣接して、複数の支持要素のそれぞれの内部に配置され、第２の電極アセンブリが、複数の空洞のそれぞれに隣接して配置される。
［０００８］本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施形態を参照することによって得ることができ、そのいくつかを添付の図面に示す。ただし、添付の図面は、例示的な実施形態のみを示しており、したがって、その範囲を限定するものと見なされるべきではなく、他の同等に有効な実施形態を認め得ることに、留意されたい。
本明細書に記載の実施形態による、微細構造が形成されたダイを有する基板の平面図を示す。 本明細書に記載の実施形態による、線１Ｂ−１Ｂに沿った図１Ａの基板の断面図を示す。 本明細書に記載の実施形態による真空チャッキング装置の断面図を示す。 本明細書に記載の実施形態による図２の真空チャッキング装置の平面図を示す。 本明細書に記載の実施形態による図２の真空チャッキング装置の平面図を示す。 本明細書に記載の実施形態による真空チャッキング装置の断面図を示す。 本明細書に記載の実施形態による図４の真空チャッキング装置の平面図を示す。 本明細書に記載の実施形態による静電チャッキング装置の断面図を示す。
［００１７］理解を容易にするために、図面に共通する同一の要素は、可能であれば同一の参照番号を使用して示してある。１つの実施形態の要素および特徴は、さらなる列挙なしに他の実施形態に有益に組み込まれ得ることが、企図される。
［００１８］本明細書に記載の実施形態は、複数の空洞が形成された基板チャッキング装置に関する。空洞は、チャッキング装置の本体に形成され、複数の支持要素が、本体から延びて、複数の空洞のそれぞれを隔てている。一実施形態では、第１の複数のポートが、本体の上面に形成され、複数の支持要素のうちの１つ以上を通って本体の底面まで延びている。別の実施形態では、第２の複数のポートが、複数の空洞の底面に形成され、本体を通って本体の底面まで延びている。さらに別の実施形態では、第１の電極アセンブリが、本体の上面に隣接して、複数の支持要素のそれぞれの内部に配置され、第２の電極アセンブリが、複数の空洞のそれぞれに隣接して本体内に配置される。
［００１９］図１Ａは、本明細書に記載の実施形態による、微細構造１０６が形成されたダイを有する基板１００の平面図を示す。一実施形態では、基板１００は、石英またはサファイアなどのガラスまたはガラス状材料から形成される。別の実施形態では、基板は、シリコン材料などの半導体材料から形成される。基板１００は、実質的に円形の形状を有するものとして示されているが、基板１００は、四辺形の形状、例えば、長方形または正方形の形状などの、多角形の形状であってもよいことが企図される。
［００２０］基板１００は、その上に形成された複数のダイ１０４を有するものとして示されている。ダイ１０４は、コンピューティングデバイス、光学デバイス等の種々のデバイスにおけるその後の利用のために望ましい構造でパターニングされている基板１００の領域に対応する。ダイ１０４は、その上に形成された微細構造１０６を含む。微細構造１０６は、リソグラフィプロセス、例えば、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）プロセスなどの種々の製造プロセスによって、ダイ１０４上に形成された特徴部である。あるいは、微細構造１０６は、基板１００上にエッチングまたは堆積された特徴部である。一実施形態では、微細構造１０６は、格子構造であり、ダイ１０４は、導波管または導波管装置の一部であることが企図される。
［００２１］ダイ１０４は、隣接するダイ１０４の間にカーフ領域１０８が形成されるように、基板１００上に配置される。カーフ領域１０８は、ダイ１０４によって占有されない基板表面の領域である。カーフ領域１０８は、各個々のダイ１０４を実質的に囲み、個々のダイ１０４を互いに離間させる。カーフ領域１０８はまた、個々のダイ１０４と基板１００の周囲との間に延びていてもよい。一実施形態では、カーフ領域１０８は、その上に形成された微細構造または特徴部を実質的に有さない。様々な実施態様において、カーフ領域１０８は、個片化中に個々のダイ１０４を分離するために後でダイシング作業中に除去される領域である。
［００２２］図１Ｂは、本明細書に記載の実施形態による、線１Ｂ−１Ｂに沿って切り取られた図１Ａの基板１００の断面図を示す。上述したように、カーフ領域１０８は、隣接するダイ１０４の間に配置された領域である。基板１００は、基板１００の第１の面１０２上に形成された微細構造１０６を有するものとして示されていることに留意されたい。一実施形態では、微細構造１０６は、基板１００の第１の面１０２から約１００ｕｍ〜約５００ｕｍの距離だけ延びている。一実施形態では、第１の面１０２は、基板１００の表側である。基板１００の第２の面１１０は、第１の面１０２の反対側に第１の面１０２と平行に存在する。図示の実施形態では、第２の面１１０は、未処理であり、特徴部または微細構造は、第２の面１１０上に形成されていない。
［００２３］図２は、本明細書に記載の実施形態による真空チャッキング装置２００の断面図を示す。基板１００は、第１の面２０２が装置２００に接触しており、第２の面１１０が第２の面１１０を処理するのに適した位置で装置２００から離れる方向を向いているものとして、示されている。
［００２４］チャッキング装置２００は、上面２０２と、上面２０２の反対側を向いた底面２０４とを有する本体２０１を含む。一実施形態では、本体２０１は、アルミニウム、ステンレス鋼、またはそれらの合金、組合せ、および混合物などの金属材料から形成される。別の実施形態では、本体２０１は、窒化ケイ素材料、窒化アルミニウム材料、アルミナ材料、またはそれらの組合せおよび混合物などのセラミック材料から形成される。特定の実施形態では、コーティングが、本体２０１の上面２０２に配置される。コーティングは、所望の実施態様に応じて、ポリイミド材料、ポリアミド材料、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）材料のうちの１つ以上などのポリマー材料である。
［００２５］複数の空洞２０６が、本体２０１に形成されている。空洞２０６は、本体２０１内に配置され、上面２０２から本体２０１内に延びている。空洞２０６は、底面２０３および側壁２０５によって画定される。空洞２０６の深さは、約１００ｕｍ〜約１０００ｕｍ、例えば約３００ｕｍ〜約７００ｕｍである。空洞２０６の深さは、基板１００がチャッキング装置２００上に位置決めされたときに微細構造１０６が本体２０１と接触しないままであるように、基板１００上に形成された微細構造１０６を収容するのに十分であることが企図される。一実施形態では、複数の空洞２０６は、本体２０１上に配置された材料層内に形成される。
［００２６］一実施形態では、空洞２０６の形状は、ダイ１０４の形状に対応する。例えば、ダイ１０４が正方形又は長方形の形状である場合、空洞２０６の形状は、同様に正方形または長方形の形状である。しかしながら、空洞２０６のサイズは、ダイ１０４に対応する面積よりも大きくても小さくてもよいことが企図される。
［００２７］空洞２０６は、本体２０１の一部であり、本体２０１から本体２０１の上面２０２まで延びている複数の支持要素２０８によって隔てられている。隣接する空洞２０６を隔てることに加えて、支持要素２０８は、空洞２０６の各々の周りに延び、空洞２０６の各々を囲んでいる。支持要素２０８は、空洞２０６の側壁２０５を、さらに画定する。動作中、基板１００は、カーフ領域１０８が支持要素２０８と位置合わせされて接触するように、装置２００上に位置決めされる。このようにして、ダイ１０４は、微細構造１０６が装置２００の本体２０１と接触しないままであるように、空洞２０６と位置合わせされる。
［００２８］第１の複数のポート２１０が、本体２０１の上面２０２に形成されている。一実施形態では、第１の複数のポート２１０は、支持要素２０８の上面２０２に配置されている。第１の複数のポート２１０は、空洞２０６間の支持要素２０８と位置合わせされている。第１の複数のポート２１０は、複数の空洞２０６の半径方向外側の本体の上面２０２にも形成されている。第１の複数の導管２１２が、上面２０２における第１の複数のポート２１０から本体２０１を通って底面２０４まで延びている。第１の複数の導管２１２は、第１の真空源２１４に結合されている。したがって、第１の真空源２１４は、第１の複数の導管２１２および第１の複数のポート２１０を介して、本体２０１の上面２０２と流体連通している。
［００２９］動作中、空洞２０６から離れた領域で基板１００を本体２０１にチャックするために、真空圧力が生成される。基板１００を本体２０１に真空チャックすることは、基板の未処理の第２の面１１０のその後の処理のために望ましい基板平坦性を達成するのに十分であることが企図される。
［００３０］図３Ａは、本明細書に記載の実施形態による図２の真空チャッキング装置２００の平面図を示す。第１の複数のポート２１０は、支持要素２０８に対応する領域上に配置されている。図示の実施形態では、上面２０２の第１の複数のポート２１０は、形状が実質的に円形である。円形のポートは、装置２００の製造の容易さを改善し得るが、図３Ｂに関して記載されるように、任意のポート形状を利用してもよいことが企図される。いくつかのポート２１０が、本体２０１の上面２０２にわたって分布して示されているが、基板１００の実質的に平坦なチャッキングを可能にするのに適した任意の数、配置、または分布のポート２１０が、本開示の範囲内であることが企図される。
［００３１］図３Ｂは、本明細書に記載の実施形態による図２の真空チャッキング装置２００の平面図を示す。図示されたポート２１０は、図３Ａに示された実施形態と比べて、真空に曝される基板の表面積を増加させるような不規則な形状である。ポート２１０が支持要素２０８と位置合わせされている限り、任意の望ましい形状を利用することができる。
［００３２］図４は、本明細書に記載の実施形態による真空チャッキング装置２００の断面図を示す。図示の実施形態では、装置２００は、第２の複数のポート４０４と、第２の複数の導管４０２と、第２の真空源４０６とを含む。第２の複数のポート４０４は、空洞２０６の底面２０３に形成され、第２の複数の導管４０２は、第２の複数のポート４０４のそれぞれから本体２０１を通って底面２０４まで延びる。第２の複数の導管４０２は、それに応じて第２の真空源４０６に結合されている。
［００３３］動作中、図４の装置２００は、基板１００の差圧チャッキングを可能にする。第１の真空源２１４は、第１の複数の導管２１２および第１の複数のポート２１０を介して基板１００と流体連通しており、第１の真空圧力を生成して、本体２０１の上面２０２に基板をチャックする。第２の真空源４０６は、第２の複数の導管４０２および第２の複数のポート４０４を介して空洞２０６と流体連通しており、第２の真空圧力を生成して、空洞２０６内の圧力をさらに低下させ、第１の真空圧力への曝露中における基板１００の反りを低減または除去する。第１の真空圧力は、所望のチャッキング特性に応じて、第２の真空圧力より大きくても、小さくても、または等しくてもよいことが企図される。
［００３４］図５は、本明細書に記載の実施形態による図４の真空チャッキング装置２００の平面図を示す。図示のように、第２の複数のポート４０４が、空洞２０６内に位置している。第１および第２の複数のポート２１０、４０４の一方または両方が、本体２０１への基板１００のチャッキングを達成するために、互いに協働して、または独立して使用され得ることが企図される。第２の複数のポート４０４は、円形であるように図示されているが、図３Ｂに図示されている第１の複数のポートの形状と同様に、様々な多角形形状が代替的に利用され得ることが企図される。例えば、第２の複数のポート４０４は、環状の形状であってもよく、または多数の第２のポート４０４が、単一の空洞２０６内に配置されてもよい。
［００３５］図６は、本明細書に記載の実施形態による静電チャッキング装置６００の断面図を示す。装置２００と同様に、装置６００は、上面６０３と、上面６０３の反対側を向いた底面６０４とを有する本体６０１を含む。一実施形態では、本体６０１は、アルミニウム、ステンレス鋼、またはそれらの合金、組合せ、および混合物などの金属材料から形成される。別の実施形態では、本体６０１は、窒化ケイ素材料、窒化アルミニウム材料、アルミナ材料、またはそれらの組合せおよび混合物などのセラミック材料から形成される。特定の実施形態では、コーティング６０２が、本体６０１の上面６０３に配置される。コーティング６０２は、所望の実施態様に応じて、ポリイミド材料、ポリアミド材料、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）材料のうちの１つ以上などのポリマー材料である。
［００３６］複数の空洞６２６が、本体６０１に形成されている。空洞６２６は、本体６０１内に配置され、上面６０３から本体６０１内に延びている。空洞６２６は、底面６２８および側壁６３０によって画定される。空洞６２６の深さは、約０．５ｕｍ〜約１０００ｕｍ、例えば約３００ｕｍ〜約７００ｕｍである。空洞６２６の深さは、基板１００がチャッキング装置６００上に位置決めされたときに微細構造１０６が本体６０１と接触しないままであるように、基板１００上に形成された微細構造１０６を収容するのに十分であることが企図される。
［００３７］コーティング６０２は、本体６０１の上面６０３に沿って、かつ空洞６２６の側壁６３０および底面６２８の上に広がっている。同様に、コーティング６０２は、空洞６２６の側壁６３０を画定する支持部材６０８上に広がっている。コーティング６０２の厚さは、本体６０１への基板１００の静電チャッキングを可能にするのに十分であることが企図される。そのようなものとして、コーティング６０２は、電極アセンブリ６１２、６１４を介して基板１００に印加される静電力に影響を及ぼすと考えられている。
［００３８］第１の電極アセンブリ６１２が、本体６０１の上面６０３に隣接して、本体６０１内に配置される。第１の電極アセンブリ６１２は、第１の電源６２０に結合された１つ以上のリード線を含む。一実施形態では、第１の電極アセンブリ６１２は、単一のリード線である。あるいは、第１の電極アセンブリ６１２は、複数のリード線を含む。この実施形態において、第１の電極アセンブリ６１２のリード線は、交互配列で配置されてもよい。第１の電源６２０は、所望の極性の電力を第１の電極アセンブリ６１２に送達するように構成される。一実施形態では、第１の電源６２０は、正の極性を有する電流を第１の電極アセンブリ６１２に送達する。別の実施形態では、第１の電源６２０は、負の極性を有する電流を第１の電極アセンブリ６１２に送達する。
［００３９］第２の電極アセンブリ６１４は、空洞６２６の底面６２８に隣接して本体６０１内に配置される。第１の電極アセンブリ６１２と同様に、第２の電極アセンブリ６１４は、１つ以上のリード線を含む。一実施形態では、第２の電極アセンブリ６１４は、単一のリード線である。別の実施形態では、第２の電極アセンブリ６１４は、複数のリード線を含む。この実施形態において、第２の電極アセンブリ６１４のリード線は、交互配列で配置されてもよい。第２の電極アセンブリ６１４は、所望の極性の電力を第２の電極アセンブリ６１４に送達するように構成された第２の電源６２２に結合される。一実施形態では、第２の電源６２２は、正の極性を有する電流を第２の電極アセンブリ６１４に送達する。別の実施形態では、第２の電源６２２は、負の極性を有する電流を第２の電極アセンブリ６１４に送達する。
［００４０］一実施形態では、第１の電源６２０および第２の電源６２２は、同じ極性を有する電流を、それぞれ、第１および第２の電極アセンブリ６１２、６１４に送達する。あるいは、第１の電源６２０および第２の電源６２２は、異なる極性を有する電流を、それぞれ、第１および第２の電極アセンブリ６１２、６１４に送達する。
［００４１］第１の電極アセンブリ６１２は、第１の平面６１６において本体６０１内に配置される。第２の電極アセンブリ６１４は、第２の平面６１８において本体６０１内に配置される。一実施形態では、第１の平面６１６は、第２の平面６１８よりも上面６０３の近くに配置される。別の実施形態では、第１の電極アセンブリ６１２および第２の電極アセンブリ６１４の両方が、第２の平面６１８内に配置される。上述の実施形態により本体６０１内に電極アセンブリ６１２、６１４を位置決めすることによって、支持要素６０８および空洞６２６の領域において基板１００の差動静電チャッキングを達成することができる。従って、基板の平坦性が、静電チャッキング中に基板１００にわたって調整され得る。
［００４２］上述の装置２００、６００は、それぞれ、真空および静電チャッキングに関連するが、クランプリング、エッジリング、シャドウリングなどの他の基板位置決め装置もまた、本明細書に記載の実施形態に従って、有利な実施態様を見出すことができることが企図される。基板位置決め装置は、単独で使用されてもよいし、または装置２００、６００の真空および静電チャッキング能力と組み合わせて使用されてもよい。
［００４３］要約すると、空洞が形成された基板チャッキング装置は、両面基板処理のために、微細構造が形成された表面を有する基板のチャッキングを可能にする。チャッキング装置は、上述のような種々の真空または静電チャッキング要素と、処理中に基板のカーフ領域を支持するように選択されたチャッキング本体の構成とを含む。
［００４４］上記は、本開示の実施形態に向けられているが、本開示の他のおよびさらなる実施形態が、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく考案されてもよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

  1. 上面および前記上面の反対側の底面を有する本体であって、前記本体内に形成され、前記上面から窪んだ複数の空洞を有し、前記複数の空洞を隔て、前記本体から前記上面まで延びる複数の支持要素を、さらに有し、前記本体内に形成され、前記複数の支持要素のうちの１つ以上を通って前記上面から前記底面まで延びる複数のポートを、さらに有する本体、ならびに
    前記複数のポートのそれぞれと流体連通する導管、
    を備える基板チャッキング装置。
  2. 前記本体が金属材料である、請求項１に記載の装置。
  3. 前記金属材料が、アルミニウム材料、ステンレス鋼材料、またはそれらの合金、組合せ、もしくは混合物である、請求項２に記載の装置。
  4. 前記本体がセラミック材料である、請求項１に記載の装置。
  5. 前記セラミック材料が、窒化ケイ素材料、窒化アルミニウム材料、アルミナ材料、またはそれらの組合せもしくは混合物である、請求項４に記載の装置。
  6. 前記本体上に配置されたポリマー材料を、さらに含み、前記ポリマー材料が、ポリイミド材料、ポリアミド材料、およびポリテトラフルオロエチレン材料からなる群から選択される、請求項３に記載の装置。
  7. 前記本体上に配置されたポリマー材料を、さらに含み、前記ポリマー材料が、ポリイミド材料、ポリアミド材料、およびポリテトラフルオロエチレン材料からなる群から選択される、請求項５に記載の装置。
  8. 上面および前記上面の反対側の底面を有する本体であって、前記本体内に形成され、前記上面から窪んだ複数の空洞を有し、前記複数の空洞を隔て、前記本体から前記上面まで延びる複数の支持要素を、さらに有し、前記本体内に形成され、前記複数の支持要素のうちの１つ以上を通って前記上面から前記底面まで延びる第１の複数のポートを有し、前記本体内に形成され、前記複数の空洞のそれぞれの底面から前記本体の前記底面まで延びる第２の複数のポートを有する本体、
    前記第１の複数のポートのそれぞれと流体連通する第１の導管、ならびに
    前記第２の複数のポートのそれぞれと流体連通する第２の導管、
    を備える基板チャッキング装置。
  9. 前記本体が金属材料である、請求項８に記載の装置。
  10. 前記金属材料が、アルミニウム材料、ステンレス鋼材料、またはそれらの合金、組合せ、もしくは混合物である、請求項９に記載の装置。
  11. 前記本体がセラミック材料である、請求項８に記載の装置。
  12. 前記セラミック材料が、窒化ケイ素材料、窒化アルミニウム材料、アルミナ材料、またはそれらの組合せもしくは混合物である、請求項１１に記載の装置。
  13. 前記本体上に配置されたポリマー材料を、さらに含み、前記ポリマー材料が、ポリイミド材料、ポリアミド材料、およびポリテトラフルオロエチレン材料からなる群から選択される、請求項９に記載の装置。
  14. 前記本体上に配置されたポリマー材料を、さらに含み、前記ポリマー材料が、ポリイミド材料、ポリアミド材料、およびポリテトラフルオロエチレン材料からなる群から選択される、請求項１１に記載の装置。
  15. 上面および前記上面の反対側の底面を有する本体であって、前記本体内に形成され、前記上面から窪んだ複数の空洞を有し、前記複数の空洞を隔て、前記本体から前記上面まで延びる複数の支持要素を有し、前記本体の前記上面に隣接して、前記複数の支持要素のそれぞれの内部に配置された第１の電極アセンブリを有し、前記複数の空洞のそれぞれに隣接して配置された第２の電極アセンブリを有する本体、ならびに
    前記本体の前記上面上、前記複数の支持要素上、および前記複数の空洞内に配置されたポリマーコーティング、
    を備える基板チャッキング装置。
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