异物去除装置、光刻装置以及物品制造方法与流程

1.本发明涉及异物去除装置、光刻装置以及物品制造方法。


背景技术：

2.在曝光装置等光刻装置中，若在基板保持部的附近蓄积有异物(颗粒物)，则存在有伴随基板保持部的移动而颗粒物飞散到基板上的可能性。颗粒物由于会成为曝光不良的主要原因，所以需要进行去除。
3.专利文献1公开了使附着在基板上的异物滚附于胶带并进行去除的方法。另外，专利文献2公开了配置粘附剂图形部来吸附异物的方法。无论哪种以往技术都是通过使异物去除部与基板直接接触来去除异物。
4.进而，也有时作为定期维护项目由作业者通过使用了粘附片或挥发性酒精等的直接接触方式来去除颗粒物。为了由作业者直接去除颗粒物而需要停止装置，故而生产性降低。
5.在先技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2014－220495号公报
8.专利文献2：日本特开2004－327485号公报


技术实现要素：

9.发明所要解决的课题
10.但是，在以往那样通过直接接触方式去除附着在基板上的颗粒物的场合，通过颗粒物去除部接触基板曝光面，有可能导致基板上的图形损伤。另外，由于难以去除漂浮在曝光光路中的颗粒物，所以在通过直接接触方式进行完去除之后基板也可能会再受污染。
11.本发明例如提供有利于使生产性和异物去除性能同时成立的技术。
12.用于解决课题的方案
13.根据本发明的第1方面，提供一种异物去除装置，该异物去除装置去除异物，其特征在于，上述异物去除装置具有：保持部，该保持部保持物体并移动；流路，该流路接近上述保持部地配置并使气体在内部流通；以及气流形成部，该气流形成部设在上述流路的内部并形成上述流路的内部的气流，在构成上述流路的周壁的流路构件上，形成有将上述流路的外部与内部连通的狭缝，上述气流形成部形成使异物经由上述狭缝被吸入上述流路的内部那样的气流。
14.根据本发明的第2方面，提供一种光刻装置，其特征在于，上述物体是光刻装置所使用的基板或者原版，上述光刻装置具备上述第1方面所涉及的异物去除装置。
15.根据本发明的第3方面，提供一种物品制造方法，其特征在于，该物品制造方法具有：利用上述第2方面所涉及的光刻装置在基板上形成图形的工序；以及对形成有上述图形的上述基板进行加工的工序，从经加工后的上述基板制造物品。
16.发明的效果
17.根据本发明，例如可提供有利于使生产性和异物去除性能同时成立的技术。
附图说明
18.图1是示出曝光装置的构成的图。
19.图2(a)和图2(b)是示出异物去除装置的构成的图。
20.图3(a)和图3(b)是示出曝光装置中的异物去除装置的构成例的图。
21.图4是示出异物去除装置的动作时机的例子的图。
22.图5是示出异物去除装置的动作时机的例子的图。
23.图6是示出异物去除装置的动作时机的例子的图。
24.图7是示出曝光装置中的异物去除装置的构成例的图。
25.图8是示出曝光装置中的异物去除装置的构成例的图。
26.图9是示出异物去除装置的构成的图。
27.图10是示出曝光装置中的异物去除装置的构成例的图。
28.图11是示出异物去除装置的构成的图。
具体实施方式
29.以下，参照附图来详细说明实施方式。另外，以下的实施方式并不限定权利要求书所涉及的发明。在实施方式中记载了多个特征，但这多个特征并非全部都是发明的必要构成，另外多个特征也可以任意组合。进而，在附图中对相同或同样的构成标注相同的附图标记，省略重复说明。
30.本发明例如涉及将附着在物体上的异物(颗粒物)以及漂浮在物体的周边空间中的异物去除的异物去除装置。作为对象的物体例如可以是光刻装置所使用的基板、原版、光学元件等平面或者曲率缓和的物体。本发明能应用于因附着在这样的物体的表面上的颗粒物导致性能降低的场合的应对处理。另外，在光刻装置中例如有曝光装置或压印装置。曝光装置通过经由原版对被供给到基板上的光致抗蚀剂进行曝光，在该光致抗蚀剂上形成与原版的图形对应的潜像。压印装置通过在使模具(原版)与被供给到基板上的可成形材料接触的状态下使该可成形材料硬化，在基板上形成图形。
31.以下，关于在作为光刻装置的一例的曝光装置中应用了异物去除装置的例子进行说明。
32.图1是示出实施方式中的曝光装置1的构成的概略图。曝光装置1是作为液晶显示器件或半导体器件的制造工序的光刻工序所采用的在基板上形成图形的光刻装置。曝光装置1可以是镜像投影型以及采用步进扫描方式的扫描型的曝光装置(扫描仪)。曝光装置1一边对掩模m和基板p进行扫描(同步扫描)，一边将形成于掩模m的图形经由投影光学系统4转印至基板p。
33.曝光装置1具有照明光学系统2、掩模保持部3(以下为掩模工作台3)、投影光学系统4、基板保持部5(以下为基板工作台5)、以及控制部6。曝光装置1收容于曝光腔室20。另外，在此，在与作为铅直方向的z轴垂直的平面内，将掩模m以及基板p的扫描方向设为y轴，将与y轴正交的非扫描方向设为x轴。
34.照明光学系统2例如利用来自超高压水银灯等光源的光对掩模m进行照明。在本实施方式中，照明光学系统2对掩模m照射被整形成狭缝状的照明光。
35.掩模m例如是形成有应向基板p转印的图形(例如电路图形)的玻璃制的原版。掩模工作台3是保持掩模m并在x以及y方向移动的工作台。
36.投影光学系统4将掩模工作台3所保持的掩模m和经由夹具7由基板工作台5保持的基板p保持成光学共轭的关系，将掩模m的照明区域中存在的图形的像投影到基板p上。在本实施方式中，投影光学系统4包括第1平行平板8、梯形镜9、凹面镜10、凸面镜11和第2平行平板12。在投影光学系统4中，来自掩模m的光依次经过第1平行平板8、梯形镜9、凸面镜11、凹面镜10、梯形镜9、第2平行平板12，到达基板p。基板上的来自投影光学系统4的光的投影区域(曝光区域)设定成规定的形状例如圆弧形状。
37.基板p例如是在表面上形成有抗蚀剂层(感光剂)的玻璃制的板。基板工作台5是利用夹具7对基板p进行真空吸附并例如在x、y以及z方向(进而是作为围绕各轴的旋转方向的θx、θy以及θz方向)移动的工作台。以下，对基板工作台5的构成进行详细说明。
38.控制部6由包括cpu、存储器的计算机等构成，根据存储器所存储的程序进行曝光装置1的各部分的控制以及演算处理等。另外，在本实施方式中，控制部6控制基板工作台5，但也可以设置控制基板工作台5的专用的工作台控制部。在该场合，工作台控制部基于来自控制部6的指令，控制基板工作台5。另外，控制部6既可以与曝光装置1的其他部分一体地(在共同的框体内)构成，也可以与曝光装置1的其他部分分体地(在不同的框体内)构成。
39.本体结构体30支撑掩模工作台3、投影光学系统4、基板工作台5等。
40.在曝光腔室20中，设有与收容有机械手23的接口腔室22连通的开口部21，经由开口部21，在曝光装置1与机械手23之间进行基板p的搬送(交接)。在本实施方式中，若保持有基板p的机械手23经由开口部21进入曝光腔室20，则使基板工作台5移动至开口部21的附近的规定位置(基板更换位置)。并且，驱动升降杆31(使其上升)至机械手23的附近，从机械手23接收基板p。升降杆31将接收到的基板p载置到夹具7上。夹具7通过真空吸附来固定基板p。
41.＜第1实施方式＞
42.图2(a)是示出配置在曝光装置1的基板工作台5的附近的异物去除装置的构成的图，左图是从上方观看的俯视图，右图是沿着b－b线的剖面图。在中央保持有基板p。从下方支撑基板p的是夹具7。夹具7从其下方由夹具基座14支撑，夹具基座14由柱状镜基座13支撑。在夹具7的周边也就是基板载置部的附近，配置有由柱状镜基座支撑的柱状镜bx或柱状镜by、以及缆线或配管等(未图示)。
43.由于基板p在每次曝光时都由机械手23进行更换，所以，即便在曝光装置内部存在有颗粒物pt也难以受到污染。但是，基板载置部的附近始终暴露于曝光装置的内部空间，因而，在曝光装置的内部存在有颗粒物的场合，存在有颗粒物pt堆积在基板载置部的附近的可能性。
44.于是，在本实施方式中，接近柱状镜基座13上的基板载置部地配置作为使气体在内部流通的流路的管道15。优选的是，管道15尽可能相对于夹具7在水平方向尽量接近。在此，管道15以包围基板工作台5的方式配置在基板工作台5的周围。另外，在作为构成流路的周壁的构件的流路构件(管道15的框体)的上表面，形成有将管道15的外部与内部连通的1
个以上的狭缝16。狭缝16例如以狭缝的长度方向与管道15的长度方向正交的方式形成。
45.图2(b)是沿着图2(a)所示的a－a线的管道15的剖面图。如图2(b)所示那样，在管道15的内部，设有形成管道15的内部的气流的1个以上的气流形成部17。气流形成部17包括供给压缩空气的供给部，通过由该供给部供给压缩空气，形成管道15内的气流。例如，气流形成部17可包括供正压的气体流动的配管(未图示)和在配管的末端提高喷出口的压力的喷嘴。在朝向管道15的排出口的方向由气流形成部17在管道15内部空间形成喷流mf。若形成流速高的喷流mf，则基于伯努利定理，内部压力降低。若管道15的框体的内部压力低于外侧的压力，则形成经由狭缝16从管道15的外侧流向内侧的气流sf。这是基于与真空喷射器同样的原理。气流sf由处于管道15外部的表面的气体或管道15的表面以外的气体形成。
46.利用气流sf，存在于管道15的表面或管道15的周边(即基板p的附近)的颗粒物pt向管道15的内部被吸引。在管道15的至少一个部位(例如管道15的下游侧端部)，连接有接收搭乘于气流搬运来的颗粒物的聚集部18。被吸引至管道15的内部的颗粒物pt搭乘于喷流mf的流动而聚集于聚集部18。将由气流形成部17形成的喷流mf或气流sf从基板p的附近去除颗粒物pt的装置称为异物去除装置prs1。
47.在图3(a)和图3(b)中示出了曝光装置1中的异物去除装置prs1的构成例。在图3(a)和图3(b)中，以相对于图1左右翻转的状态示出了构成元件。在图3(a)和图3(b)中示出了异物去除装置prs1配置在基板工作台侧和掩模工作台侧双方的例子。可是，由于曝光装置的布局制约，也可以是仅配置在任意一方的构成。
48.根据图3(a)，由异物去除装置prs1收集的颗粒物pt通过回收部19回收。异物去除装置prs1的动作即便在曝光装置1的动作期间也无需停止，因而，在生产率方面是有利的。参照图4的流程图，说明曝光装置1中的异物去除装置prs1的动作时机的一例。在s1中，由基板工作台5保持基板。在s2中，进行基板的对准。然后，在s3中，进行曝光。若曝光结束，则在s4中，基板工作台5移动至基板更换位置。在s5中，将由基板工作台5对基板的保持解除。然后，在s6中，实施基板更换，与之并行地，在s7中，异物去除装置prs1动作而进行颗粒物去除。这样，可与基板更换工序并行地使异物去除装置prs1动作，这在与另外追加地实施颗粒物去除工序的以往例相比不会过久的方面是有利的。另外，基板更换工序的工作台位置精度也可以比曝光工序低，因而，在无需考虑在异物去除装置prs1中产生的振动的影响的方面是有利的。
49.可是，如图5所示那样，只要异物去除装置prs1的振动不影响其他曝光工序，则异物去除装置prs1也可以在曝光装置的工作期间始终工作。在曝光装置工作期间异物去除装置prs1始终工作的场合，在基板工作台5驱动期间也去除颗粒物，因而，去除颗粒物的范围不仅是基板工作台5的基板p载置位置附近，也扩展至工作台空间整体，在该方面是有利的。
50.另外，在基板生产线之中除曝光装置以外的例如涂敷装置停止的场合，曝光装置也成为不进行曝光处理的状态。在未进行曝光处理的状态下，一边使异物去除装置prs1工作一边驱动基板工作台5，由此也能将基板工作台空间整体的颗粒物pt去除。
51.图6的流程图示出了设在掩模侧的异物去除装置prs1的动作时机例。在s11中，掩模工作台3移动至掩模更换位置。在s12中，解除由掩模工作台3对掩模的保持。然后，在s13中，实施原版更换工序，与之并行地，在s14中，异物去除装置prs1动作而进行颗粒物去除。在s15中，由掩模工作台3保持掩模。在s16中，进行基板的对准。然后，在s17中，进行曝光。
52.这样，异物去除装置prs1可在掩模更换程序期间进行动作。掩模更换也与基板更换同样地作为曝光工序处于待机状态，因而，若可与掩模更换并行地进行颗粒物去除，则异物去除装置的工序在避免妨碍以往的曝光工序的方面具有优势。
53.(实施例1－1)
54.对实施例1－1中的曝光装置进行说明。在图2(a)以及图2(b)中示出异物去除装置prs1的基本构成的实施例。管道15可通过板金的弯折而成形。狭缝16可通过对管道15直接进行孔加工而形成。狭缝16相对于管道15形成至少1个以上。气流形成部17例如由管和喷嘴构成。例如，从基板工作台5的压空配管控制部(未图示)通过管吸引正压的气流，在管末端安装喷嘴。喷嘴喷出口朝向管道15的排出口配置。
55.如图2(a)所示那样，例如在夹具7的四周配置管道15。管道15可由至少1根板金管道构成。配置在夹具7的四周的管道15既可以一体地构成，也可以是各边的管道独立的构成。在将各边的管道全部连结的构成的场合，如图2(b)所示那样，在管道15的最下游配置聚集部18。聚集部18例如具备朝基板工作台5的下方送出包含颗粒物pt的喷流mf或气流sf的结构。在实施方式中，管道15构成为与基板工作台5一起移动。
56.异物去除装置prs1可包括回收聚集在聚集部18的颗粒物的回收部。图3(a)以及图3(b)是示出具备异物去除装置prs1的曝光装置的构成的图。在图3(a)以及图3(b)中，以相对于图1左右翻转的状态示出构成元件。在如图4所示那样与基板更换程序并行地使异物去除装置prs1动作的场合，如图3(b)那样，基板工作台5移动并停止在机械手23和用于更换基板p的靠近开口部21的基板更换位置。在基板更换位置，配置有作为能与聚集部18连接的回收部的排气管道19。作为回收部的排气管道19可包括用于将聚集在聚集部18的颗粒物向曝光腔室20的外部排出的排气流路。在基板工作台5不在基板更换位置的场合，排气管道19处于在高度方向上不与基板工作台5干涉的位置。
57.聚集部18具备与排气管道19连接的连接部18a。在基板工作台5移动至基板更换位置时，经由该连接部18a将聚集部18与排气管道19以气体能流通的方式连接。在图3(b)中示出了在基板工作台5移动至基板更换位置之后聚集部18与排气管道19连接的状态。
58.聚集部18的连接部18a可具备例如通过密封件或垫圈等将聚集部18与排气管道19之间的气体流通部的周围密封的结构。可是，只要没有压力损失方面的问题，则也可以不是密封的构成。若聚集部18与排气管道19的连接完成，则异物去除装置prs1工作，将处于基板工作台5上的基板p的附近的颗粒物pt去除。被去除的颗粒物pt经过聚集部18而穿过排气管道19，向曝光装置1的外部(曝光腔室20的外部)被排出。
59.在其他实施方式中，作为回收部的排气管道19也可以始终与基板工作台5的聚集部18连接。在始终将排气管道19与聚集部18连接的场合，排气管道19可以与连接于基板工作台5的未图示的电缆或配管一起穿过例如缆线承载管这样的可弯曲的保护构件。
60.另外，在上述的实施例中，说明了将基板工作台上的基板的附近的颗粒物pt去除的例子，但对于设在掩模工作台3的异物去除装置prs1也可以与上述同样地构成。
61.(实施例1－2)
62.参照图7对实施例1－2中的曝光装置进行说明。与上述的实施例1－1所涉及的曝光装置(图3(a)和图3(b))的差异在于回收部的构成。在像实施例1－1的曝光装置那样通过排气风进行颗粒物回收的场合，根据与曝光装置连接的设备作用力，有时可能无法在颗粒
物回收中确保充分的排气风量。于是，在实施例1－2中，作为尤其对无法在颗粒物回收中确保充分的排气风量的场合有利的回收部，使用通过带电来捕捉聚集在聚集部18的颗粒物的带电部27。带电部27与聚集部18连接。
63.带电部27例如配置在与实施例1－1中的排气管道19相当的位置，除了与聚集部18连接的连接面以外，通过例如由板金构成的框体而在空间上分离。带电部27具备配置在其框体的内部的带电片24。通过对带电片24施加规定的电压而使带电片24带电，能利用静电力吸引颗粒物。
64.例如，在基板工作台5移动至基板更换位置而开始进行基板更换工序的同时，异物去除装置prs1工作。此时，对带电片24施加规定的电压。聚集在聚集部18的颗粒物pt搭乘于喷流mf或气流sf而向带电片24移动。移动的颗粒物pt被吸引并附着在带电片24上。
65.带电部27还可以具备卷绕有带电片24的第1卷轴25和第2卷轴26。通过由第2卷轴26卷绕从第1卷轴25放出来的带电片24，能回收附着在带电片24上的异物。
66.另外，带电部27也可以在始终连接于聚集部18的状态下配置于基板工作台5。
67.另外，在该实施例1－2中，示出了回收部是通过带电来捕捉聚集在聚集部18的颗粒物的带电部27的例子，但也可以替代带电部27地采用通过粘附力来捕捉聚集在聚集部18的颗粒物的粘附部。
68.(实施例1－3)
69.参照图8对实施例1－3的曝光装置进行说明。在实施例1－3中，聚集部18与回收部28连接。回收部28可包括对气流进行过滤并捕集从聚集部18搬运来的颗粒物的过滤器29。与实施例1－1以及1－2同样，回收部28既可以是仅在基板更换位置与聚集部18连接的构成，也可以始终连接。
70.＜第2实施方式＞
71.参照图9对第2实施方式中的曝光装置进行说明。图9是示出第2实施方式的曝光装置中的异物去除装置prs2的构成的图，是与图2(b)对应的图。在图9中，在管道15的内部，替代图2(b)的气流形成部17地配置有形成喷流mf的气流形成部31。通过由气流形成部31形成喷流mf，由喷流产生从管道15的外部空间朝向内部空间的卷入，形成经由狭缝16从管道15的外侧流向内侧的气流sf。气流sf由处于管道15外部的表面的气体或管道15的表面以外的气体形成。
72.(实施例2－1)
73.对实施例2－1的曝光装置进行说明。实施例2－1的曝光装置中的气流形成部31可包括风扇。风扇例如可以是轴流风扇。或者，气流形成部31也可以包括离心风扇或者轴流式压缩机。轴流风扇如图9所示那样例如在管道15的内部配置1个以上。从在管道15内部产生的气流的压力损失的观点出发，轴流风扇可以配置在管道15的下游侧。
74.在管道15内部的轴流风扇上游侧形成负压的喷流mf。通过形成喷流mf，由喷流产生从管道15的外部空间朝向内部空间的卷入，形成经由狭缝16而从管道15的外侧流向内侧的气流sf。气流sf由处于管道15外部的表面上的气体或管道15的表面以外的气体形成。
75.利用气流sf，使存在于基板p的附近的颗粒物pt被吸入管道15内部。被吸入到管道15内部的颗粒物pt还搭乘于喷流mf的流动而在配置于管道15的至少一个部位的聚集部18聚集。
76.＜第3实施方式＞
77.参照图10以及图11对第3实施方式的曝光装置进行说明。图10是示出第3实施方式中的曝光装置的构成的图，图11是示出设在图10的曝光装置中的异物去除装置prs3的构成的图。第3实施方式中的异物去除装置prs3的构成自身与第1实施方式中的异物去除装置prs1或者第2实施方式中的异物去除装置prs2相同。即，如图11所示那样，异物去除装置prs3可具有管道15、气流形成部17、狭缝16、聚集部18和回收部19。
78.可是，在第3实施方式中，异物去除装置prs3的配置与第1实施方式以及第2实施方式不同。异物去除装置prs3配置在由基板工作台5保持的基板或者由掩模工作台3保持的掩模的上方。异物去除装置prs3例如可由本体结构体30支撑。狭缝16以与掩模m或者基板p面对的方式形成在管道15的框体的下表面。
79.利用配置在管道15内部的气流形成部17，在管道15内部形成正压的喷流mf。借助在喷流mf与管道15的内壁之间产生的喷流的卷入效果，形成经由狭缝16而流向管道15内部的气流sf。利用该气流sf，从狭缝16将处在位于管道15下方的管道15外部的空间中的气体吸引至管道15。
80.通过使基板工作台5的基板载置部的附近接近异物去除装置prs3，将基板载置部的附近的颗粒物pt去除。喷流mf和气流sf经过管道15内部而流向聚集部18。在聚集部18连接有回收部19，搭乘于喷流mf或气流sf而来的颗粒物pt由回收部19向装置外排出。
81.(实施例3－1)
82.参照图10以及图11，对实施例3－1的曝光装置进行说明。异物去除装置prs3至少处于基板工作台5的上方，配置于在基板工作台5驱动的场合以及停止的场合都不与基板工作台干涉的位置。异物去除装置prs3例如由本体结构体30支撑。
83.在使基板工作台5的基板载置部的附近接近异物去除装置prs3之后，异物去除装置prs3进行工作，由此，利用喷流mf和气流sf将颗粒物pt从基板载置部的附近去除。
84.从基板工作台5的基板载置部的附近被去除的颗粒物pt经由管道15聚集在聚集部18，从回收部19向曝光装置外排出。
85.对于设在掩模侧的异物去除装置prs3也同样。关于设在掩模侧的异物去除装置prs3的动作时机，在本实施例中，也引用在第1实施方式中说明的图6的流程图。另外，在将基板侧的异物去除装置prs3设在本体结构体30的场合，需要配置在避开投影光学系统4的位置。但是，由于异物去除装置prs3和投影光学系统4都处于接近开口部21的位置，所以，因这样的配置的制约，存在难以与基板更换工序并行地实施基板侧的颗粒物去除工序的可能性。
86.相对于此，由于在掩模侧的异物去除装置prs3中没有这样的配置的制约，所以，能够与原版更换工序并行地实施掩模侧的颗粒物去除工序。
87.＜物品制造方法的实施方式＞
88.本发明的实施方式中的物品制造方法例如适于制造半导体器件等微型器件或具有微细结构的元件等物品。本实施方式的物品制造方法可包括利用上述的光刻装置(曝光装置或压印装置等)在基板上形成原版的图形的形成工序、以及对通过该形成工序形成了图形的基板进行加工的加工工序。进而，该物品制造方法可包括其他周知的工序(氧化、成膜、蒸镀、掺杂、平坦化、蚀刻、抗蚀剂剥离、划片、贴合、封装等)。本实施方式的物品制造方
法相比以往的方法在物品的性能、品质、生产性、生产成本中的至少一个方面是有利的。
89.发明并不被限制于上述实施方式，在不脱离发明的构思以及范围的情况下能进行各种变更以及变形。因此，为了公开发明的范围而附以权利要求书。
90.附图标记的说明
91.p：基板，15：管道，16：狭缝，17：气流形成部，18：聚集部。