JP2020123699A - Foreign matter removal device, lithography device and article manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異物除去装置、リソグラフィ装置、および物品製造方法に関する。 The present invention relates to a foreign matter removing apparatus, a lithographic apparatus, and an article manufacturing method.
露光装置やインプリント装置等のリソグラフィ装置(パターン形成装置)において、基板、原版、あるいは光学素子に付着した異物(パーティクル)は、形成されるパターンに重大な影響を及ぼす。例えば、インプリント装置においては、パターンを形成する際に、型と基板の間にパーティクルが存在するとインプリント動作の際に型と基板に挟まれ、型を変形させてしまう現象が起こりうる。その結果、パーティクルを挟んで変形された個所は、それ以降のインプリント動作では本来のパターンとは違う形状のパターンが基板上に形成されることになる。 In a lithography apparatus (pattern forming apparatus) such as an exposure apparatus or an imprint apparatus, foreign matter (particles) attached to a substrate, an original plate, or an optical element has a great influence on a formed pattern. For example, in an imprint apparatus, when particles are present between a mold and a substrate when forming a pattern, a phenomenon may occur in which the mold is sandwiched between the mold and the substrate during the imprint operation and the mold is deformed. As a result, in the portion deformed with the particles sandwiched, a pattern having a shape different from the original pattern is formed on the substrate in the subsequent imprint operation.
従来、パーティクルが検出された場合には、そのパーティクルが検出された箇所を含むショット領域にはパターン形成を行わない、パーティクルが検出された時点でパターン形成動作を中止し基板を破棄する、といった措置がとられていた。あるいは、基板からパーティクルを除去するための除去工程に回す措置がとられていた。 Conventionally, when a particle is detected, pattern formation is not performed in a shot area including a portion where the particle is detected, or when the particle is detected, the pattern forming operation is stopped and the substrate is discarded. Was taken. Alternatively, some measures have been taken to remove the particles from the substrate.
しかし、パターン形成装置にパーティクルを除去するユニットを搭載し、パーティクルが検出された際にそのパーティクルを除去できれば、効率良くパターン形成動作に進むことができる。基板面上に付着したパーティクルを除去する方法については、従来から多種多様な方法が提案されている。とりわけ、気流を用いて非接触でパーティクルを除去する方法は数多く提案されている。例えば特許文献1には、基板表面に気体を吹き付けてパーティクルを除去する方法が開示されている。また、特許文献2,3には、気体を吸引してパーティクルを除去する方法が開示されている。
However, if a unit for removing particles is mounted on the pattern forming apparatus and the particles can be removed when they are detected, the pattern forming operation can proceed efficiently. Various methods have conventionally been proposed as methods for removing particles attached to the surface of a substrate. In particular, many methods have been proposed for removing particles in a non-contact manner using an air flow. For example,
特許文献1のような気体を吹き付けてパーティクルを除去する方法では、粒径が小さいパーティクルを吹き飛ばすことが難しい。ノズルから吹き出された気体は、基板表面に沿う気流ができているために基板表面から例えば0.1mm程度の高さでは所望の気流が得られているため、粒径がその程度の大きさのパーティクルは気流により飛ばされる。しかし、基板表面の極近傍、例えば基板から0.01mm程度以下の高さでは気流は非常に小さくなってしまうため、粒径が0.01mm程度以下のパーティクルについては、パーティクルを動かす程の気流による作用が得られにくい。更に、気体を吹き付ける方法では、気流で一旦動いたパーティクルが基板に再付着する可能性もあるため、工程を何度も繰り返す必要がありうる。
It is difficult to blow off particles having a small particle diameter by the method of blowing gas as in
特許文献2,3のような気体を吸い込む方法では、気体吸引により発生した気流に乗せてパーティクルを吸引除去できるため、基板への再付着の心配はなくなる。しかし、単に対象物の近傍で気体を吸引することでは、対象物表面の気流をコントロールすることは難しく、やはり対象物表面から0.01mm程度またはそれ以下の高さでパーティクルを動かすことができる気流を発生させることは難しい。特許文献2,3は、いずれも課題としているパーティクルの大きさは、溝の高さより大きいものや空気案内軸受の間隔より大きいものを対象としているため、それ以下の粒径のパーティクルは除去できなくても良いのかもしれない。
In the method of sucking a gas as in
本発明は、例えば、粒径の小さな異物の除去性能の点で有利な異物除去装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a foreign matter removing device that is advantageous in terms of, for example, the ability to remove foreign matter having a small particle size.
本発明の一側面によれば、気体を吸引する吸引装置を用いて物体の上の異物を除去する異物除去装置であって、前記物体を保持して移動するステージと、一端と他端とを有し、前記一端に前記吸引装置が接続され前記他端に吸引口が形成された管状部材と、前記吸引口と前記物体との間の距離を調整する調整部と、前記距離を前記吸引口における管壁の厚さより小さくした状態を保ちながら前記物体の前記吸引口と対向する位置を変化させるよう前記調整部および前記ステージを制御する制御部とを有することを特徴とする異物除去装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a foreign matter removing device for removing foreign matter on an object using a suction device for sucking gas, comprising a stage for holding and moving the object, and one end and the other end. A tubular member having the suction device connected to the one end and a suction port formed at the other end, an adjusting unit for adjusting a distance between the suction port and the object, and the distance for the suction port And a control unit that controls the adjusting unit and the stage so as to change the position of the object facing the suction port while maintaining the state in which the thickness is smaller than the thickness of the tube wall in. To be done.
本発明によれば、例えば、粒径の小さな異物の除去性能の点で有利な異物除去装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a foreign matter removing device which is advantageous in terms of, for example, the performance of removing foreign matter having a small particle size.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although a plurality of features are described in the embodiment, not all of the plurality of features are essential to the invention, and the plurality of features may be arbitrarily combined. Further, in the accompanying drawings, the same or similar components are designated by the same reference numerals, and duplicated description will be omitted.
本発明は、物体の上の異物(パーティクル)を除去する異物除去装置に係り、対象とする物体は、例えばリソグラフィ装置に用いられる基板、原版、光学素子等の、平面あるいは曲率の緩やかな物体でありうる。本発明は、このような物体の表面に付着したパーティクルにより性能の低下が発生する場合の対処に適用可能である。なお、リソグラフィ装置には、例えば、露光装置やインプリント装置がある。露光装置は、基板の上に供給されたフォトレジストを原版を介して露光することによって該フォトレジストに原版のパターンに対応する潜像を形成する。インプリント装置は、基板の上に供給されたインプリント材に型(原版)を接触させた状態で該インプリント材を硬化させることによって基板の上にパターンを形成する。 The present invention relates to a foreign matter removing apparatus for removing foreign matter (particles) on an object, and the target object is a flat surface or a gently curved object such as a substrate, an original plate, or an optical element used in a lithographic apparatus. It is possible. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to the case where the particles attached to the surface of such an object cause a decrease in performance. Note that the lithographic apparatus includes, for example, an exposure apparatus and an imprint apparatus. The exposure device exposes the photoresist supplied onto the substrate through the original plate to form a latent image corresponding to the pattern of the original plate on the photoresist. The imprint apparatus forms a pattern on the substrate by curing the imprint material supplied to the substrate with a mold (original plate) in contact therewith.
以下では、具体例を提供するために、特にリソグラフィ装置に使用される基板の上のパーティクル除去に関して説明する。 In the following, the particle removal on a substrate used in particular in a lithographic apparatus will be described in order to provide an example.
<第1実施形態>
図1に、実施形態における異物除去装置の概略構成を示す。本明細書および添付図面では、水平面をXY平面とするXYZ座標系において方向を示す。XYZ座標系におけるX軸、Y軸、Z軸にそれぞれ平行な方向をX方向、Y方向、Z方向とする。図1において、ステージ2は、基板1を保持して定盤7に案内されてXY方向に移動し、および、Z軸周りに回転しうる。ステージ2の移動は、駆動機構9によって行われる。検知部3は、基板1の表面に対して光ビーム4を照射して基板1上のパーティクルを検知する。除去部5は、基板上のパーティクルを除去する。ステージ2、検知部3、除去部5、定盤7、および駆動機構9は、チャンバ6の内部に収容されている。チャンバ6の内部は、基板1にパーティクルが付着しないよう、清浄な空間が保たれている。制御部8は、これらの各部を統括的に制御する。制御部8は、CPUおよびメモリを含むコンピュータ装置でありうる。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a schematic configuration of the foreign matter removing apparatus according to the embodiment. In this specification and the accompanying drawings, directions are shown in an XYZ coordinate system in which the horizontal plane is the XY plane. The directions parallel to the X axis, the Y axis, and the Z axis in the XYZ coordinate system are defined as the X direction, the Y direction, and the Z direction. In FIG. 1, the
基板1は、チャンバ6に設けられた不図示の開口またはロードロック機構を経由して搬送され、ステージ2上に保持される。基板1は、ステージ2によって検知部3の下に移動され、検知部3により基板面上のパーティクルの有無が検査される。パーティクル検査は、例えば、基板1に対して例えば光ビーム4を照射してその散乱光を検知する公知の方法で行われる。ステージ2により光ビーム4が照射される箇所に基板1を移動または回転させながら光ビーム4を照射することで基板全面のパーティクル検査が行われる。パーティクルが検知された場合はその時点の駆動状況から基板面上のパーティクル存在箇所が特定される。
The
このようなパーティクル検査にてパーティクルが検知されなかった場合は、基板は不図示の開口またはロードロック機構を経由してチャンバ6の外のリソグラフィ装置に搬送されて露光工程に進む。パーティクル検査にてパーティクルが検知された場合は、基板1はステージ2により除去部5の下に移動され、除去部5によりパーティクルを除去する除去工程が実施される。除去工程の完了後、パーティクルが除去されたかを確認するため、基板1はステージ2により検知部3の下に移動され、検知部3によりパーティクルの再検査が行われる。パーティクルの再検査は、基板全面に対して行ってもよいが、パーティクルが検知された箇所の近傍の領域に限定して行ってもよい。パーティクル再検査の結果、パーティクルが検知されなければ、基板1はチャンバ6外に搬出されてリソグラフィ工程に進むが、再検査でパーティクルが検知された場合は、再度除去工程が行われる。このようにして、除去工程と検査工程が、パーティクルが検知されなくなるまで繰り返される。除去工程と検査工程を所定回数繰り返してもパーティクルが検知されるようであれば、パーティクルを除去できないと判断し、その基板を次の工程に進めない等の措置がとられる。
If no particles are detected in such a particle inspection, the substrate is transferred to the lithographic apparatus outside the chamber 6 via an opening or a load lock mechanism (not shown) and advances to the exposure step. When particles are detected in the particle inspection, the
以下、実施形態における除去部5の構成とパーティクルの除去方法を説明する。図2は、除去部5の構成を示す図である。除去部5は、流体が流通する配管16(管状部材)を有する。配管16の一端には、気体を吸引する吸引装置(不図示)が接続される。配管16の他端には、吸引口を形成するノズル11が接続される。除去部5は、ノズル11の先端面と基板1の表面との間の距離を計測する測距センサ12と、ノズル11および測距センサ12を保持する保持部13とを有する。除去部5は更に、保持部13をZ方向に移動させる微動Zステージ14を有する。微動Zステージ14は、吸引口と基板1との間の距離を調整する調整部として機能する。除去部5は更に、微動Zステージ14を支持する支持部15と、配管16の途中に設置されて吸引装置で吸引する気体の流量を制御する流量コントローラ17を有する。
Hereinafter, the configuration of the removing
図3は、ノズル11の構成を示す図である。図3(a)はノズル11の先端の下面図(端面図)、図3(b)はノズル11のXZ平面の断面図である。ノズル11は、筒壁21(管壁)と、外周が筒壁21で囲まれ、流体が流通する空洞部22とを有する。ここで、筒壁21の厚さはDで示され、ノズル先端(吸引口の先端面)と基板1の表面との間の距離はGで示されている。また、基板1の上にパーティクル18が存在している。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the
以下、パーティクル除去工程を説明する。前述した通り、基板1上のパーティクル検査においてパーティクルが検知された場合には、制御部8は、ステージ2を制御して、基板1を除去部5の下に移動させる。このとき、検知されたバーティクルの付着箇所が除去部5の近傍になるようステージ2が駆動される。除去部5は、ノズル11が基板1と接触しないよう、基板面からZ方向に十分に離れた位置(例えば5mm程度)に待機している。制御部8は、基板1の上のパーティクル18がノズル11の先端の直下から少し離れた(例えば5〜10mm程度)位置になるようにステージ2を移動させ、一旦停止する。
Hereinafter, the particle removing step will be described. As described above, when particles are detected in the particle inspection on the
次に、制御部8は、除去部5の微動Zステージ14(調整部)を駆動してノズル11の先端を基板1の表面に近づける。このとき、制御部8は、ノズル11の先端と基板1の表面との間の距離Gをノズル先端部における管壁の厚さDよりも小さくなるように設定する。制御部8は、流量コントローラ17にてノズル11から吸引する気体の流量を予め設定された値に調整して気体吸引を開始する。気体吸引の開始はノズル11を基板1の表面に近づける動作の前でも後でもよい。
Next, the
その後、制御部8は、ノズル11と基板1との間の距離Gをノズル先端部(吸引口)における管壁の厚さDよりも小さくした状態を保ちながら基板1のノズル11と対向する位置を変化させるように微動Zステージ14およびステージ2を制御する。例えば、制御部8は、パーティクル18の付着箇所がノズル11の空洞部22の対向面つまり空洞の中央を通るようにステージ2を低速でスキャン移動させる。制御部8は、パーティクル18の付着箇所がノズル11の対向面を通り過ぎてからステージ2を停止する。ステージ2を低速でスキャン移動させる理由は、基板とノズルが接触しないように、測距センサ12にて常に基板面との距離を計測して変化を微動Zステージ14に伝え、微動Zステージ14は距離が変化しないようにZ駆動で制御するためである。また、パーティクル18が筒壁21の厚さ分を低速でスキャン移動することにより、ノズル先端と基板面との隙間を通る気体に曝される時間が長くなる。
After that, the
本実施形態の特徴は、厚い筒壁で構成したノズルの先端を、極力基板に近づけることで筒壁21の厚さより距離Gを小さくした状態とし、気体を吸引することによって筒壁21の先端部と基板面との隙間を通る気体の流速を大きくすることにある。筒壁21の厚さDより距離Gが小さいため、隙間を通る気体の流速分布がより基板面近傍まで存在することによって、基板面に付着しているパーティクルに気流を当てることができるようになる。これにより、小さなパーティクルも気流によって動く可能性を高くすることができる。また、基板上のパーティクル18がノズル先端部の筒壁21の下を2度通る(筒壁21→空洞部→反対側の筒壁21)ことによって、パーティクルに対して気流を2度当てることができる。この2度の気流は向きが違うためにパーティクルを動かす作用がより高まることが期待できる。これによって、従来は気体を吹き付けたり吸引したりして発生する気流では動きにくかったサイズのパーティクルも、気流を確実に当てることができるため、吸引除去できる可能性が高くなる。
The feature of this embodiment is that the tip of the nozzle formed of a thick cylinder wall is brought closer to the substrate as much as possible so that the distance G is smaller than the thickness of the
ここで、筒壁21の厚さDより距離Gを小さくするように設定することの利点について説明する。図11(a)は、ノズルの筒壁の厚みが大きい例、図11(b)は、ノズルの筒壁の厚みが小さい例を示している。図中の矢印は気体吸引による気流を示し、矢印の長さは気体の流速を示す。いずれも気体を吸引する際には、ノズルの筒壁21の外側の気体がノズルに集まり、ノズルの先端と基板との隙間を気体が通過した後、気体は筒壁21の内側に広がっていく。図に示すように、ノズルの先端と基板1との隙間から離れると空間が広がるため気体の流速は小さくなる。
Here, the advantage of setting the distance G to be smaller than the thickness D of the
除去したいパーティクルが存在する基板表面近傍の気流に注目すると、図に示すようにノズルの先端と基板1との隙間の部分では基板表面近傍の気体はある程度の流速があるが、隙間から離れると流速が急激に小さくなる。つまり、基板表面近傍で気流が得られるのはノズル先端と基板が向かい合っている区間だけである。図11(b)に示すように、ノズルの筒壁21の厚みが小さいと、基板表面近傍に気流が生じる区間が少ない。そのため、パーティクル除去のためにステージ2を移動させて基板上のパーティクルが気流のある区間を通過する時間は短く、パーティクルに気流が作用する時間が短い。
Focusing on the air flow in the vicinity of the substrate surface where the particles to be removed exist, as shown in the figure, the gas in the vicinity of the substrate surface has a certain flow velocity in the gap between the tip of the nozzle and the
これに対して、図11(a)に示すように、ノズルの筒壁21の厚みが十分に大きいと気流がパーティクルに作用する時間が長くなる。基板極表面で気体の流速が小さいながらも作用する時間を長くすることでパーティクルが動く確率が上がる。ノズルの筒壁21が薄い場合でもその場所に一定時間留まっていれば同様な効果が期待できる。しかし、パーティクルが存在する場所をノズルの筒壁21と基板の隙間となる区間に位置決めするためにはパーティクル位置計測性能およびステージ位置決め性能を高くする必要があるので、装置も大がかりになりコストアップとなってしまう。更に、ノズル先端部が吸引時の内外の圧力差によって変形を起こさない剛性を保つためにも、ノズルの筒壁21は十分に厚くする必要がある。
On the other hand, as shown in FIG. 11A, when the thickness of the
ただし、ノズルの筒壁21の厚みは大きいほど良いわけではない。厚みを極端に大きくしてしまうとノズル先端と基板との隙間のコンダクタンスが大きくなるため、そこを通過できる気体量が減り、結果的には流速が十分に得られないことになってしまう。この点から管壁の厚さは、ノズル先端と基板との隙間の距離Gの、例えば5倍以上100倍以下とすることが妥当であり、最適値は設計条件にて決定される。
However, the thicker the
除去部5の具体的な構成例について説明する。ノズルにて十分な気流を期待するには、ノズルの上流部にて気圧が低い状態を設定する必要がある。ノズルの内径と長さ、つまりノズル部のコンダクタンスと気圧差によって気体流量の最大値が決定される。このため、配管16はできる限り内径が大きく、不図示の吸引装置(ポンプ)までの距離を短くしたい。しかし、除去部5は微動Zステージ14を有しZ方向に移動するため、太く重い配管をノズルに直接接続するわけにはいかない。吸引装置から除去部5の近傍まで太い配管を使用し、除去部5内ではそれより細い配管を使用してノズル11に接続する等の配慮が必要である。除去部5内の細い配管には、例えば外径12mm、内径9mmの樹脂チューブが使用されうる。一例において、パーティクルの大きさは数十μm以下、パーティクル付着箇所の位置分解能は1mm程度が想定される。この想定において、ノズル11は、例えば外形6mm、内径4mmの筒状体で、その先端は仮に基板と接触してもダメージが少ないウレタン等の樹脂製とするとよい。この場合、ノズル先端の筒壁の厚さDを例えば1mmとし、基板との距離Gを0.2mm程度以下に設定すれば、D>Gの条件を満たすことができる。
A specific configuration example of the removing
ノズルと基板面との間の距離Gの具体的な設定例について説明する。実施形態において、検知部3は、検知したパーティクルの大きさを推定または計測する機能を有し、制御部8は、検知部3により検知されたパーティクルの大きさに応じて距離Gを決定することができる。一例において、制御部8は、パーティクルの大きさの2倍から3倍の寸法を距離Gとして設定することができる。これにより、稀に存在する0.1mmを超えるような大きさのパーティクルがあったとしても、そのようなパーティクルがノズルにぶつかって吸引できないばかりか基板に傷をつけることを回避するようにできる。粒径が数十μm以上のパーティクルは、距離Gが大きくても気流により吸引できる可能性が高い傾向にある。
A specific setting example of the distance G between the nozzle and the substrate surface will be described. In the embodiment, the detection unit 3 has a function of estimating or measuring the size of the detected particle, and the
また、パーティクル検査手法によっては、パーティクルの大きさを推定または計測できない場合もある。このような場合、制御部8は、距離Gを変えながら複数回に分けて、パーティクル存在箇所がノズル下を通過するよう微動Zステージ14およびステージ2を制御するとよい。例えば、制御部8は、最初は距離Gを第1距離(例えば0.2mm)に設定した状態で、パーティクル存在箇所がノズル下を通過するようにステージ2を第1方向(例えば、+X方向)にスキャン移動させる。制御部8は、次に、距離Gを第2距離(例えば0.03mm)に近づけて、パーティクル存在箇所がノズル下を通過するようにステージ2を第1方向とは逆方向の第2方向(例えば、−X方向)にスキャン移動させる。このように、制御部8は、基板の表面に平行な方向に沿ってステージ2を往復駆動させる。このとき、往復駆動における往路では、距離Gを第1距離に保ち、往復駆動における復路では、距離Gを第1距離より小さい第2距離に保つ。距離Gを更に小さくしながら、往復駆動を繰り返してもよい。
Further, depending on the particle inspection method, it may not be possible to estimate or measure the size of particles. In such a case, the
このようにして一旦除去工程が終了したら、制御部8はステージ2を制御して基板1を検知部3の下に移動され、検知部3による再検査を行う。再検査の結果、パーティクルが再び検知された場合は、再度、除去部5の下に基板1を移動させて除去工程を行う。この場合は、パーティクルのサイズはかなり小さいことが多いため、距離Gは、前回の除去工程で設定した最小の距離から開始し、往復駆動における復路で更に距離を小さくする。少しずつ距離を小さくしながら往復駆動を繰り返してもよい。距離Gは、測距センサ12の誤差、微動Zステージ14の直進性誤差、ノズル11の先端形状の誤差、ノズル11の設置角度の誤差等によって決定される。なお、現状において、距離Gは高精度に設定できても0.005mm程度が限界とみられ、それ以上近づくと基板との接触の可能性が高まるため、接触を回避するための距離の最小値が設定されるべきである。上述の例では、ノズル先端の筒壁の厚さDを例えば1mmとした場合、基板との距離Gを0.2mm程度以下に設定すればよいとした。したがって、距離Gは、0.005mm以上0.2mm以下であるとよい。
Once the removal process is completed in this way, the
<第2実施形態>
以下、第2実施形態として、吸引口を複数備え、該複数の吸引口が、基板と対向させたときに基板までの距離がそれぞれ異なるように配置されている例を説明する。図4の例では、複数のノズル11a,11b,11cが並んで配置されている。図4では、一例としてノズルが3本配置されているが、本発明はノズルの特定の本数に限定されるものではない。複数のノズル11a,11b,11cは、例えば、それぞれの先端面の中心が基板のスキャン方向(例えば、X方向)に沿って直線状に並ぶよう配置され、それぞれノズル先端の高さが異なる。
<Second Embodiment>
Hereinafter, as a second embodiment, an example in which a plurality of suction ports are provided and the plurality of suction ports are arranged so that the distances to the substrate are different when facing the substrate will be described. In the example of FIG. 4, a plurality of
以下、本実施形態におけるパーティクル除去工程を説明する。図5は、複数のノズル11a,11b,11cの先端部の断面図である。前述したとおり、検知部3においてパーティクル18が検知された場合、制御部8は、ステージ2を制御して基板1を除去部5の下に移動させる。このとき、除去部5は、ノズル11a,11b,11cが基板1と接触しないよう、基板面からZ方向に十分に離れた位置(例えば5mm程度)に待機している。制御部8は、ステージ2を制御して、検知されたパーティクル18の付着箇所を、直線状に3本並んだノズルの各中央を通る線の延長上にほぼ一致させる。図5において、制御部8は、パーティクル18の付着箇所を、例えば左側のノズル11aの更に左側約5mm程度の位置に寄せ、ステージ2を一旦停止する。制御部8は、除去部5の微動Zステージ14を駆動して複数のノズルの先端を基板面に近づける。例えば、制御部8は、ノズルの先端と基板の距離が左側からGa=0.2mm、Gb=0.03mm、Gc=0.015mmとなるように、微動Zステージ14を制御する。実施形態では、微動Zステージ14は複数のノズルをそれぞれの高さを変えて固定している。具体的には、左側のノズル11aの先端の高さに対して、中央のノズル11bの先端は0.015mm基板近くに設定され、右側のノズル11cの先端は0.185mm基板近くに設定されている。なお、複数のノズルに対して個別の微動Zステージを配設して、ノズル毎にノズル先端と基板面との間の距離を設定してもよい。制御部8は、流量コントローラ17にて複数のノズル11a,11b,11cから吸引する気体の流量を予め設定された値に調整して気体吸引を開始する。
Hereinafter, the particle removing step in this embodiment will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view of the tip portions of the plurality of
その後、制御部8は、パーティクル18の付着箇所がノズル11aの空洞部22の対向面つまり空洞の中央を通るようにステージ2を低速でスキャン移動させ、パーティクル18の付着箇所が全てのノズルの対向面を通り過ぎてからステージ2を停止する。ステージ2をスキャン低速で移動させる理由は、基板とノズルが接触しないように、測距センサ12にて常に基板面との距離を計測して変化を微動Zステージ14に伝え、微動Zステージ14は距離が変化しないようにZ駆動で制御するためである。パーティクル18は、まず基板面までの距離が一番大きいノズル11aの下を通過する。パーティクルの粒径は多くは数十μmであり、高さが0.2mmを超えるものはほとんどないため、基板移動によってパーティクルがノズル先端に接触することなく、ノズル先端下に入っていく。このときの気流により、粒径が数十μmあるような大きなパーティクルはここで吸引される。最初のノズルと基板面との間の距離Gaは比較的大きいので、ここでは10μm程度かそれ以下の粒径のパーティクルを動かす程の気流は得られない。次のノズル11bの先端と基板面との間の距離Gbは0.03mmであるため、この隙間を通る気流はより速くなり、数μmのパーティクルにも影響を与えることができる。更に最後のノズル11cの先端と基板面との間の距離Gcは0.015mmであるため、気流は更に速くなり、1μm前後またはそれ以下の粒径のパーティクルにも影響を与えることができる。
After that, the
以上説明した第2実施形態によれば、基板までの距離が異なる複数のノズルを並べて配置し、基板までの距離が大きい方から順にパーティクル付着位置が走査される。これにより、大きなパーティクルから小さなパーティクルまで、ノズル先端とパーティクルが接触することなくパーティクルを効率よく吸引して除去することができる。 According to the second embodiment described above, a plurality of nozzles having different distances to the substrate are arranged side by side, and the particle attachment position is scanned in order from the one having the largest distance to the substrate. This makes it possible to efficiently suck and remove particles from large particles to small particles without the nozzle tip contacting the particles.
<第3実施形態>
図6に、第3実施形態におけるノズル11の構成を示す。図6(a)はノズル11の斜視図、図6(b)はノズル11の先端の下面図(端面図)、図6(c)はノズル11のXZ平面の断面図である。
<Third Embodiment>
FIG. 6 shows the configuration of the
図6の例では、ノズルの先端面において、気体が流通する空洞部22が中心Cに対して偏心している。そのため、ノズルを形成する筒壁の厚さが均一ではない。この形状の目的は、ノズル先端と基板面との間の隙間を通る気流に流量の違いを持たせるためである。気体の吸引量はノズルの管径と圧力差で決定される。気体を吸引する吸引装置は、専用の吸引ポンプ、あるいは、工場のユーティリティの真空吸引装置でありうるが、いずれにせよ最大圧力差は1気圧である。配管のコンダクタンスにより、ノズルでの圧力差は1気圧よりも小さい値であって、限界がある。このため、ノズル先端での気流を大きくするためにノズルと基板との間の隙間によるコンダクタンスに差を設けて、パーティクルが通る隙間の気流を少しでも大きくすることが本実施形態の目的である。
In the example of FIG. 6, the
筒壁の薄い方向はノズルと基板との間の隙間のコンダクタンスが小さくなるので気体が多く通り、気流が集中しやすくなる。これにより、より小さなパーティクルにも気流が作用しやすくなるので、パーティクルを吸引除去できる確率が上昇する。 Since the conductance in the gap between the nozzle and the substrate is small in the direction in which the cylinder wall is thin, a large amount of gas passes through, and the air flow is likely to concentrate. As a result, the air flow easily acts on smaller particles, and the probability that particles can be removed by suction increases.
図7に、第3実施形態の別の例によるノズル11の構成を示す。図7(a)はノズル11の斜視図、図7(b)はノズル11の先端の下面図(端面図)、図7(c)はノズル11のXZ平面の断面図である。図7の例では、ノズル11の先端面に切り欠き部分21aを設けることによって、ノズル11の先端面に段差が形成されている。この場合、切り欠き部分21aに、通過する気体が集中する。切り欠きの形状は図示のような形に限定されず、例えば三角形や半円形でもよい。制御部8は、切り欠き部分21aをパーティクル18が通過するようにステージ2を制御することで、パーティクルにより強い気流を作用させることができる。
FIG. 7 shows the configuration of the
<第4実施形態>
以下、第4実施形態として、異物除去装置が、基板の上に圧縮気体を噴射する噴射部を更に有する例を示す。図8において、除去部5は、分岐部31で配管16で分岐する分岐配管32を有する。分岐配管32には、エアフィルタ33、バルブ34、圧力制御部35、気体供給装置36(コンプレッサ)が接続されている。
<Fourth Embodiment>
Hereinafter, as a fourth embodiment, an example in which the foreign matter removing apparatus further includes an injection unit that injects a compressed gas onto the substrate will be described. In FIG. 8, the removing
上述の第3実施形態で説明したように、気体を吸引する方法では、圧力差が最大でも1気圧であるため、ノズル11と基板1との間の狭い隙間を通る気体の流量には限界がある。このため、粒径が1μm程度またはそれ以下の微細なパーティクルに対してそこを通る気流をパーティクルに作用させることには限界がある。このため、気体吸引による気流ではパーティクルを除去できない場合が起こりうる。そこでまず、気体吸引によるパーティクル除去を数回試み、パーティクルが除去できない場合は、方法を切り替える。一旦、制御部8は、微動Zステージ14を制御してノズル11と基板1との間の隙間を広げる。次に、制御部8は、基板面はノズル11と対向する位置にありながらもパーティクルの付着箇所がノズル11から例えば30mm程度離れた位置になるように、ステージ2を制御する。次に、制御部8は、流量コントローラ17を制御して吸引気体流量をゼロにする。これによってノズル11は気体を吸引しなくなる。次に、制御部8は、バルブ34を開状態にする。これにより、ノズル11は気体供給ラインに接続されてノズル11から圧縮気体が噴射される状況になる。次に、圧力制御部35により気体の圧力が例えば約1.5気圧に設定される。制御部8は、ステージ2を駆動してパーティクル付着箇所がノズルの先端から10mm程度の場所に基板1を移動させる。制御部8は、微動Zステージ14を駆動し、ノズル先端と基板面との間の距離を例えば0.03mmまで近づける。その状態で、制御部8は、基板上のパーティクル付着箇所がノズル11の先端と対向する位置を通過するようステージ2をゆっくりと移動させる。制御部8は、パーティクル18がノズル11の先端中央直下を通過してから更に5mm程度進んだ位置でステージ2を停止する。その後、制御部8は、ノズル11の先端と基板1との隙間を広げるよう、微動Zステージ14を駆動してノズル11を退避させ、気体の供給を停止する。基板面上のパーティクルを除去できたかどうか、更には除去できたパーティクルが基板の別の場所に再付着していないかどうかを確認するために、制御部8はステージ2を制御して基板1を検知部3の下に移動させる。検知部3は、基板1の全面について再検査を行う。再検査によりパーティクル18が検知された場所が前回検査時と同じ場所であれば、パーティクル18は除去困難と判断される。再検査によりパーティクル18が検知された場所が前回検査時と違う場所であれば、パーティクル18は圧縮気体の噴射によって飛ばされ、別の場所に再付着したと判断され、再度その場所のパーティクル除去工程が行われる。
As described in the above third embodiment, in the method of sucking gas, the pressure difference is 1 atm at the maximum, so that there is a limit to the flow rate of gas through the narrow gap between the
なお上記の例では、気体の吸引と噴射とでノズルを共用する構成を示したが、吸引用のノズルと噴射用のノズルを別々に備える構成としてもよい。 In the above example, a configuration is shown in which the nozzle is shared by suction and injection of gas, but a suction nozzle and an injection nozzle may be separately provided.
<第5実施形態>
微細なパーティクルは気流では動かないものも多い。そこで第5実施形態では、気体よりも粘性の高い物質である液体を介在させてパーティクルを回収する例を提供する。例えば、本実施形態の異物除去装置は、検知部3により検知されたパーティクルを含む領域に液滴を供給する供給部を備え、吸引装置により、吸引口からパーティクルを液滴と共に吸引する。
<Fifth Embodiment>
Many fine particles do not move in the airflow. Therefore, the fifth embodiment provides an example of collecting particles by interposing a liquid, which is a substance having a higher viscosity than gas. For example, the foreign matter removing apparatus of the present embodiment includes a supply unit that supplies droplets to a region containing particles detected by the detecting unit 3, and the suction unit sucks particles together with the droplets from the suction port.
図9において、除去部5は、液滴を供給する供給部40を有する。供給部40は、液滴供給ノズル41と、吐出制御部42と、液滴供給配管43と、液体貯蔵部44とを含む。液体としては、例えば純水が使用される。あるいは、揮発性が高いアルコール類が使用されてもよい。パーティクル検査においてパーティクルが再検知された場合には、制御部8は、ステージ2により基板1を除去部5の下に移動させる際、まず、パーティクル付着箇所を液滴供給ノズル41の下に位置させる。吐出制御部42により、液滴供給ノズル41からパーティクル付着箇所に液滴が供給される。パーティクルが液滴の中に確実に入るよう数滴供給されてもよい。図10に、パーティクル18が液滴45によって取り囲まれたようすを示す。その後、制御部8は、ステージ2を駆動して、液滴の位置がノズル11と対向する位置から例えば約10mm離れた位置になるように基板1を移動する。制御部8は、微動Zステージ14を制御して、ノズル11を基板1に近づけ、ノズル11と基板1との間の距離を例えば0.03mmにすると共に、気体吸引を開始する。制御部8は、この状態で、基板上のパーティクルを含む液滴45がノズル先端の真下を通るよう、ステージ2を低速で移動させる。ノズル11は液滴45を吸引する際に、液体の移動がパーティクルに作用して、パーティクルを動かし、パーティクルは液体と共にノズル11に吸い込まれていく。パーティクルをより動き易くするために、基板1に超音波振動を与える機構があってもよい。
In FIG. 9, the removing
図9の例では、液滴供給ノズル41は、ノズル11に近接して配置されているが、近接している必要はない。液滴を利用するパーティクル除去の頻度は多くないと考えられるため、むしろノズル11とは離れた場所に液滴供給ノズル41を設置してもよい。
In the example of FIG. 9, the
<他の実施形態>
上述の各実施形態における異物除去装置は、リソグラフィ装置とは独立した装置として説明したが、異物除去装置は、リソグラフィ装置内に含まれる構成であってもよい。異物除去装置を有するリソグラフィ装置によれは、パーティクルが検出された際にそのパーティクルを装置内で除去することができ、効率良くリソグラフィ工程に進むことができる。
<Other Embodiments>
Although the foreign matter removing device in each of the above-described embodiments is described as a device independent of the lithographic apparatus, the foreign matter removing device may be included in the lithographic apparatus. According to the lithographic apparatus having the foreign matter removing apparatus, when the particles are detected, the particles can be removed in the apparatus, and the lithography process can be efficiently performed.
<物品製造方法の実施形態>
本発明の実施形態における物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品製造方法は、上記のリソグラフィ装置(露光装置やインプリント装置など)を用いて基板に原版のパターンを形成する形成工程と、該形成工程でパターンが形成された基板を加工する加工工程とを含みうる。更に、かかる物品製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含みうる。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Embodiment of article manufacturing method>
The article manufacturing method according to the embodiment of the present invention is suitable for manufacturing articles such as microdevices such as semiconductor devices and elements having a fine structure. The article manufacturing method according to the present embodiment includes a forming step of forming a pattern of an original plate on a substrate using the above-mentioned lithographic apparatus (exposure apparatus, imprint apparatus, etc.), and processing the substrate on which the pattern is formed in the forming step. Processing steps. Furthermore, such an article manufacturing method may include other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, etc.). The article manufacturing method of the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following claims are attached to open the scope of the invention.
1:基板、2:基板ステージ、5:除去部、11:ノズル、14:微動Zステージ、16:配管 1: substrate, 2: substrate stage, 5: removal unit, 11: nozzle, 14: fine movement Z stage, 16: piping
Claims (13)
前記物体を保持して移動するステージと、
一端と他端とを有し、前記一端に前記吸引装置が接続され前記他端に吸引口が形成された管状部材と、
前記吸引口と前記物体との間の距離を調整する調整部と、
前記距離を前記吸引口における管壁の厚さより小さくした状態を保ちながら前記物体の前記吸引口と対向する位置を変化させるよう前記調整部および前記ステージを制御する制御部と、
を有することを特徴とする異物除去装置。 A foreign matter removing device for removing foreign matter on an object using a suction device for sucking gas,
A stage that holds and moves the object,
A tubular member having one end and the other end, the suction device being connected to the one end, and a suction port being formed at the other end,
An adjusting unit that adjusts the distance between the suction port and the object,
A control unit that controls the adjusting unit and the stage to change the position of the object facing the suction port while maintaining the distance smaller than the thickness of the tube wall at the suction port;
A foreign matter removing device comprising:
前記制御部は、前記検知部により検知された異物の大きさに応じて前記距離を決定することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の異物除去装置。 Further having a detection unit for detecting foreign matter on the object,
The foreign matter removing device according to claim 1, wherein the control unit determines the distance according to a size of the foreign matter detected by the detecting unit.
前記検知部により検知された異物を含む領域に液滴を供給する供給部と、を更に有し、
前記吸引装置により、前記吸引口から前記異物を前記液滴と共に吸引することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の異物除去装置。 A detection unit for detecting foreign matter on the object,
And a supply unit that supplies liquid droplets to a region containing the foreign matter detected by the detection unit,
The foreign matter removing device according to any one of claims 1 to 7, wherein the foreign matter is sucked together with the liquid droplets from the suction port by the suction device.
前記パターンが形成された基板を加工する工程と、
を有し、前記加工された基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。 Forming a pattern on a substrate using the lithographic apparatus according to claim 12;
A step of processing the substrate on which the pattern is formed,
And manufacturing an article from the processed substrate.
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