JP7310879B2 - 露光システム、露光装置及び露光方法 - Google Patents

露光システム、露光装置及び露光方法 Download PDF

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Description

本発明は、露光システム、露光装置及び露光方法に関する。
近年、半導体素子、集積回路、有機ELディスプレイ用デバイス等の微細デバイス等の製造において、基板上に、表面特性の異なるパターンを形成し、その表面特性の違いを利用して微細デバイスを作成する方法が提案されている。
基板上の表面特性の違いを利用したパターン形成方法としては、例えば、基板上に親水領域と撥水領域とを形成し、機能性材料の水溶液を親水領域に塗布する方法がある。この方法は、親水領域でのみ機能性材料の水溶液が濡れ広がるため、機能性材料のパターンを形成できる。
基板上に親水領域と撥水領域とを形成することができる材料として、例えば、特許文献1には、光照射の前後で接触角を変化させることができる含フッ素化合物が記載されている。このような化合物に光照射した後は、機能性材料を親水領域に良好に塗布するため、当該化合物に十分な光照射が行われたか否かを判断できることが好ましい。
特許第4997765号公報
発明の第態様においては、基板上に形成された、感光性保護基を有する化合物を含む層を露光し、親液領域及び撥液領域を含む親撥液パターンを形成する露光システムを提供する。露光システムは、感光性保護基を有する化合物を含む層を露光する露光装置を備える。露光システムは、露光装置により露光された領域における感光性保護基の脱離量に関する情報を取得する検査装置を備える。露光システムは、情報に基づいて露光された領域の露光の良否を判断する判断部を有する制御装置を備える。判断部は、露光された領域に設定される複数の単位領域それぞれの露光の良否を判断し、露光不良と判断される単位領域の数が所定の割合を超える場合に、露光された領域が露光不良であると判断する。
本発明の第態様においては、基板上に形成された、感光性保護基を有する化合物を含む層を露光し、親液領域及び撥液領域を含む親撥液パターンを形成する露光装置を提供する。露光装置は、感光性保護基を有する化合物を含む層を露光する露光部を備える。露光装置は、露光部により露光された領域における感光性保護基の脱離量に関する情報を取得する検査部を備える。露光装置は、情報に基づいて露光された領域の露光の良否を判断する判断部を有する制御部を備える。判断部は、露光された領域に設定される複数の単位領域それぞれの露光の良否を判断し、露光不良と判断される単位領域の数が所定の割合を超える場合に、露光された領域が露光不良であると判断する。
本発明の第態様においては、基板上に形成された、感光性保護基を有する化合物を含む層を露光し、親液水領域及び撥液領域を含む親撥液パターンを形成する露光方法を提供する。露光方法は、感光性保護基を有する化合物を含む層を露光することを含む。露光方法は、露光された領域における感光性保護基の脱離量に関する情報を取得することを含む。露光方法は、情報に基づいて露光された領域に設定される複数の単位領域それぞれの露光の良否を判断し、露光不良と判断される単位領域の数が所定の割合を超える場合に、露光された領域が露光不良であると判断することを含む。
第1実施形態に係る露光システムの一例を示す図である。 (A)及び(B)は、原子間力顕微鏡により測定結果の一例を示す画像である。 (A)及び(B)は、脱離量関連情報に基づいて露光の良否を判断する手順の一例を模式的に示す図である。 第1実施形態に係る露光システムによる露光方法の一例を示すフローチャートである。 第1実施形態に係る露光システムによる露光方法の他の例を示すフローチャートである。 第1実施形態に係る露光システムによる露光方法の他の例を示すフローチャートである。 第2実施形態に係る露光システムの一例を示す図である。 第2実施形態に係る露光システムの他の例を示し、基板を上方から見た図である。 第2実施形態に係る露光システムの他の例を示す図である。 第3実施形態に係る露光システムの一例を示す図である。 第3実施形態に係る露光システムによる露光方法の一例を示すフローチャートである。 第4実施形態に係る露光システムの一例を示す図である。 第4実施形態に係る露光システムによる露光方法の一例を示すフローチャートである。 (A)及び(B)は、第4実施形態に係る露光システムにおいて、めっき装置内の基板の搬送経路の長さを制御する場合の一例を示す図である。 第5実施形態に係る露光システムの一例を示す図である。 第6実施形態に係る露光装置の一例を示す図である。
感光性保護基を有する化合物の層は、露光により保護基が外れ、この部分が相対的に親液化することで親撥液パターンが形成される。親撥液パターンが形成された後、親液部分にめっき触媒を付与して無電解めっきを行う、又は親水部分に配線形成材料を塗布することで、配線パターンを形成する。このような感光性保護基を有する化合物の層において、露光による保護基の脱離が十分でない場合、親液化の度合いが小さい。このような状態で無電解めっき、又は配線形成材料の塗布を行っても、良好な配線パターンを得ることは困難である。本実施形態では、感光性保護基を有する化合物の層を露光して親撥液パターンを形成した後、配線パターンを形成する前に、保護基の脱離が十分であるか否かを判断することが可能な露光システム、露光装置、及び露光方法を提供する。
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下に記載される実施形態に限定されない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きく又は強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。本実施形態では、例えば、電子デバイスとしてのフレキシブル・ディスプレイ、フレキシブル配線、フレキシブル・センサ等の回路基板を製造する場合を例に挙げて説明する。フレキシブル・ディスプレイとしては、例えば、有機ELディスプレイ、液晶ディスプレイ等がある。
本実施形態に係る電子デバイスを製造する場合には、可撓性のシート状の基板(シート基板)をロール状に巻いた供給ロールから基板が送り出され、送り出された基板に対して各種処理を連続的に施した後、各種処理後の基板を回収ロールで巻き取る、いわゆる、ロール・ツー・ロール(Roll To Roll)方式が採用される。基板は、基板の搬送方向が長手方向(長尺)となり、幅方向が短手方向(短尺)となる帯状の形状を有する。供給ロールから送られた基板は、順次、前処理、露光処理、後処理等の各種処理が施され、回収ロールで巻き取られる。なお、基板をロール・ツー・ロールで搬送することに限定されず、例えば、矩形状の複数枚の基板を所定方向に連続的にあるいは断続的に搬送し、搬送途中において各種処理を行う形態であってもよい。
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る露光システムの一例を示す図である。図1に示すように、露光システム100は、塗布装置CTと、露光装置EXと、搬送装置TRと、検査装置DTと、制御装置CONTと、を備える。塗布装置CT、露光装置EX、検査装置DTは、例えば搬送装置TRによる基板FSの搬送方向の上流側から下流側にこの順で配置される。塗布装置CTは、感光性保護基を有する化合物の液滴を基板FSに塗布し、この化合物の層(以下、化合物層と表記する)を形成する。塗布装置CTは、例えばインクジェット型塗布装置、スピンコート型塗布装置、ロールコート型塗布装置、スロットコート型塗布装置などの液滴塗布装置が用いられる。塗布装置CTは、1台又は複数台が配置される。塗布装置CTが複数台配置される場合、例えば、基板FSの搬送方向に沿って配置されてもよいし、基板FSの幅方向に配置されてもよい。
感光性保護基を有する化合物としては、例えば下記一般式(1)で表される含フッ素化合物を用いることができる。
Figure 0007310879000001
[一般式(1)中、Xはハロゲン原子又はアルコキシ基を表し、Rは水素原子又は炭素数1~10の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基を表し、Rf1、Rf2はそれぞれ独立にアルコキシ基、シロキシ基、又はフッ素化アルコキシ基であって、nは0以上の整数を表す。]
前記一般式(1)中、Xはハロゲン原子又はアルコキシ基である。Xのハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子等を挙げることができる。Xのアルコキシ基は、炭素数が1~20であることが好ましく、1~10がより好ましく、1~5がさらに好ましく、1~3が特に好ましく、1又は2が最も好ましい。Xはハロゲン原子であるよりもアルコキシ基であることが好ましい。
nは0以上の整数を表し、出発原料の入手の容易さの点から、1~20の整数であることが好ましく、2~15の整数であることがより好ましい。また、nは3以上であることも好ましく、4以上であることがより好ましい。
前記一般式(1)中、Rは水素原子、又は炭素数1~10の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基である。Rのアルキル基としては、炭素数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。環状のアルキル基としては、モノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。本実施形態においては、Rは水素原子、メチル基、エチル基、n-プロピル基又はイソプロピル基であることが好ましい。
前記一般式(1)中、Rf1、Rf2はそれぞれ独立にアルコキシ基、シロキシ基、又はフッ素化アルコキシ基である。前記一般式(1)中、Rf1、Rf2のフッ素化アルコキシ基は、好ましくは炭素数3以上のアルコキシ基であって、部分的にフッ素化されたものであってもよく、パーフルオロアルコキシ基であってもよい。本実施形態においては、部分的にフッ素化されたフッ素化アルコキシ基であることが好ましい。
本実施形態において、Rf1、Rf2のフッ素化アルコキシ基としては、例えば、-O-(CH f1-(C f22n f2 +1)で表される基が挙げられる。前記nf1は0以上の整数であり、nf2は1以上の整数である。本実施形態において、nf1は0~30であることが好ましく、0~15であることがより好ましく、0~5であることが特に好ましい。また、本実施形態において、nf2は1~30であることが好ましく、1~15であることがより好ましく、1~10であることがさらに好ましく、1~6であることが特に好ましい。
以下に一般式(1)で表される含フッ素化合物の具体例を示す。
Figure 0007310879000002
感光性保護基を有する化合物としては、例えば下記一般式(2)で表される含フッ素化合物を用いることができる。
Figure 0007310879000003
[一般式(2)中、Rは水素原子又は炭素数1~10の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基を表し、Rf1、Rf2はそれぞれ独立にアルコキシ基、シロキシ基、又はフッ素化アルコキシ基である。]
一般式(2)中、R、Rf1、Rf2についての説明は、前記一般式(1)中のR、Rf1、Rf2についての説明と同様である。
<含フッ素化合物の製造方法>
一般式(1)で表される含フッ素化合物は、上記した一般式(2)で表される含フッ素化合物を原料(中間体)として製造することが好ましい。
下記工程において、用いられる溶媒としては、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、N、N-ジメチルホルムアミド、N、N-ジメチルアセトアミド、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノールなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。
一般式(2)で表される含フッ素化合物は、例えば、以下のそれぞれの工程を経ることにより、得ることができる。
Figure 0007310879000004
上記式中、R、Rf1及びRf2は、前記一般式(1)中のR、Rf1及びRf2と同様であり、I-Rf1’、I-Rf2’中のRf1’、Rf2’はそれぞれ、前記Rf1、Rf2と同様である。
Figure 0007310879000005
上記式中、R、Rf1及びRf2は、前記一般式(1)中のR、Rf1及びRf2と同様である。
Figure 0007310879000006
上記式中、R、Rf1及びRf2は、前記一般式(1)中のR、Rf1及びRf2と同様である。
Figure 0007310879000007
上記反応式中、R、Rf1、Rf2についての説明は前記一般式(1)中におけるR、Rf1、Rf2についての説明と同様である。
一般式(1)で表される含フッ素化合物は、例えば、以下の工程により、得ることができる。以下の式中、X、R、Rf1、Rf2、nについての説明は前記一般式(1)中におけるX、R、Rf1、Rf2、nについての説明と同様である。
Figure 0007310879000008
なお、感光性保護基を有する化合物は、国際公開WO2015/029981に記載の化合物を適用可能である。
露光装置EXは、基板FSに露光光SPを照射することで、基板FSに形成された化合物層を露光し、親液領域及び撥液領域を含む親撥液パターンを形成する。すなわち、基板FSに形成された化合物層は、撥液性を有している。この化合物層に露光光SPが照射されることにより感光性保護基が脱離し、この感光性保護基が脱離した部分(領域)は撥液性が失われて親液性を持つことになる。このように、撥液性を持つ部分と親液性を持つ部分とを形成することにより親撥液パターンを形成する。露光装置EXは、例えばマスクを用いない直描方式の露光装置、いわゆるラスタースキャン方式の露光装置を用いることができる。露光装置EXは、レンズ素子GLを含む光学系を調整することにより、焦点位置を調整可能である。なお、露光装置の構成については後述する。
露光装置EXから照射する露光光SPは、例えば紫外線等が挙げられる。露光光SPは、200~450nmの範囲に含まれる波長を有する光を含むことが好ましく、320~450nmの範囲に含まれる波長を有する光を含むことがより好ましい。また、露光光SPは、365nmの波長を有する光であることが好ましい。これらの波長を有する光は、上述の感光性保護基を効率よく脱離することができる。光源としては、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプ;窒素等の気体レーザ、有機色素溶液の液体レーザ、無機単結晶に希土類イオンを含有させた固体レーザ等が挙げられる。
また、単色光が得られるレーザ以外の光源としては、広帯域の線スペクトル、連続スペクトルをバンドパスフィルター、カットオフフィルター等の光学フィルターを使用して取出した特定波長の光を使用してもよい。一度に大きな面積を照射することができることから、光源としては高圧水銀ランプ又は超高圧水銀ランプを用いてもよい。
搬送装置TRは、基板FSを搬送する。搬送装置TRは、送り出しローラRL1と、巻き取りローラRL2と、駆動装置ACとを有する。送り出しローラRL1は、未処理の基板FSが巻かれて形成されており、基板FSの搬送方向の上流側に配置される。巻き取りローラRL2は、送り出しローラRL1から送り出されて処理された基板FSを巻き取るように、基板FSの搬送方向の下流側に配置される。駆動装置ACは、巻き取りローラRL2を回転駆動させる。巻き取りローラRL2が回転して基板FSを巻き取ることにより、基板FSを搬送方向に移動させることができる。なお、駆動装置ACは、巻き取りローラRL2の回転に同期させるように、送り出しローラRL1を回転させてもよい。
また、移動する基板FSの下方には、1つ又は複数の搬送ローラが配置され、基板FSの移動をガイドしてもよい。例えば、搬送ローラは、塗布装置CT、露光装置EX、検査装置DTのそれぞれの下方に配置されて、塗布装置CTと基板FSとのギャップ、露光装置EXと基板FSとのギャップ、検査装置DTと基板FSとのギャップを規定してもよい。この搬送ローラは、基板FSの法線方向に移動可能に設けられて、上記したギャップを調整可能としてもよい。
基板FSは、例えば、樹脂フィルム、若しくは、ステンレス鋼等の金属又は合金からなる箔(フォイル)等が用いられる。樹脂フィルムの材質としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリシリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、及び酢酸ビニル樹脂のうち、少なくとも1つ以上を含んだものを用いてもよい。また、基板FSの厚みや剛性(ヤング率)は、例えば、塗布装置CTに対向する移動路を通る際に、基板FSに座屈による折れ目や非可逆的なシワが生じないような範囲、又は/及び露光装置EXに対向する移動路を通る際に、基板FSに座屈による折れ目や非可逆的なシワが生じないような範囲であればよい。基板FSの母材として、厚みが25μm~200μm程度のPET(ポリエチレンテレフタレート)やPEN(ポリエチレンナフタレート)等のフィルムは、好適なシート基板の典型として用いられる。
基板FSは、各工程において熱を受ける場合があるため、熱膨張係数が顕著に大きくない材質の基板FSを選定することが好ましい。例えば、無機フィラーを樹脂フィルムに混合することによって熱膨張係数を抑えることができる。無機フィラーは、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、又は酸化ケイ素等でもよい。また、基板FSは、フロート法等で製造された厚さ100μm程度の極薄ガラスの単層体であってもよいし、この極薄ガラスに上記の樹脂フィルム、箔等を貼り合わせた積層体であってもよい。
基板FSの可撓性(flexibility)とは、基板FSに自重程度の力を加えてもせん断したり破断したりすることはなく、その基板FSを撓めることが可能な性質をいう。また、自重程度の力によって屈曲する性質も可撓性に含まれる。また、基板FSの材質、大きさ、厚さ、基板FS上に成膜される層構造、温度、湿度等の環境等に応じて、可撓性の程度は変わる。基板FSは、移動路に設けられる送り出しローラRL1、巻き取りローラRL2、各種の搬送ローラ、回転ドラム等の搬送方向転換用の部材に基板FSを正しく巻き付けた場合に、座屈して折り目がついたり、破損(破れや割れが発生)したりせずに、滑らかに搬送できれば、可撓性の範囲といえる。
検査装置DTは、露光装置EXにより露光された領域(以下、露光領域Wと称する)における感光性保護基の脱離量に関する情報(以下、脱離量関連情報と表記する)を測定点毎に取得する。検査装置DTは、露光装置EXにより露光された領域の膜厚、質量、原子間力、または所定波長の吸収のいずれか1つ以上を検査してよい。また、検査装置DTは、非接触で表面状態を検査することが好ましい。なお、露光装置EXにより露光されない領域を非露光領域Nと称する。検査装置DTは、例えば基板FSの搬送方向と基板FSの幅方向とに座標を設定し、設定した座標毎に測定点を設定することができる。検査装置DTは、計測結果を制御装置CONTに送信する。検査装置DTとしては、例えば、紫外可視分光光度計、赤外分光光度計、原子間力顕微鏡(AFM:Atomic Force Microscope)、触診式段差計、光学式検査装置、走査型電子顕微鏡、接触角計、質量分析計、X線光電子分光計等の各種測定機器を用いることができる。
検査装置DTは、基板FSの表面のうち、露光領域Wの位置に関する情報を制御装置CONT等から取得することにより、この露光領域Wを特定して脱離量関連情報を取得することが可能である。ただし、検査装置DTは、基板FSの表面のうち、非露光領域Nについて計測を行ってもよい。
検査装置DTとして紫外線可視分光光度計を用いる場合には、露光領域Wにおける所定の紫外光の吸収度の変化から脱離量関連情報を取得できる。露光領域Wは、感光性保護基が脱離しているので、非露光領域Nと比べて感光性保護基が少ない。従って、感光性保護基に起因する紫外光の吸収度の変化から脱離量関連情報を取得することができる。検査装置DTとして赤外分光光度計を用いる場合には、露光領域Wにおける官能基由来の所定の赤外光の吸収変化から脱離量関連情報を取得できる。露光領域Wは、感光性保護基が脱離しているので、非露光領域Nと比べて感光性保護基が少ない。従って、感光性保護基の官能基で吸収可能な所定の赤外光を照射して、その赤外光の吸収量の変化から脱離量関連情報を取得することができる。
また、検査装置DTとして原子間力顕微鏡を用いる場合には、露光領域Wにおける付着力により脱離量関連情報を取得できる。基板FSに形成される化合物層が露光されて保護基が脱離した場合、付着力が大きくなる。従って、原子間力顕微鏡を用いる場合には、露光領域Wにおけるカンチレバーの付着力の変化から脱離量関連情報を取得することができる。なお、原子間力顕微鏡のカンチレバーは、例えば、露光領域Wに接触する部分がスフィア型(球型、曲面型)とした形態が用いられ、露光領域Wに傷がつくのを防止(抑制)してもよい。
図2(A)及び(B)は、原子間力顕微鏡により測定結果の一例を示す画像である。なお、図2(A)及び(B)は、それぞれ、得られた4つの画像を繋ぎ合わせて1つの画像として表したものである。図2(A)では、スフィア型のカンチレバーの付着力が2000mJ/cmである場合の測定結果を可視化した画像を示す。図2(B)では、カンチレバーの付着力が500mJ/cmである場合の測定結果を可視化した画像を示す。基板FSに形成された化合物層が露光されて感光性保護基が脱離した場合、露光領域Wの付着力は、非露光領域Nの付着力よりも大きくなる。
その結果、図2(A)及び(B)に示すように、露光領域Wは、非露光領域Nとは異なり、感光性保護基の脱離量に応じた態様で可視化した画像として現れる。図2(A)及び(B)に示す例では、非露光領域Nに対して露光領域Wが白くなって現れており、露光領域W内において白さが異なる部分を含んでいることが確認される。従って、この画像に基づいて画像処理(例えば、輝度、色を閾値との比較処理)を行うことで、露光領域Wと非露光領域Nとを区別しつつ、露光領域Wにおける感光性保護基の脱離量(すなわち脱離量関連情報)を取得することができる。なお、検査装置DTとして原子間力顕微鏡を用いる場合には、露光領域Wの膜厚により露光領域Wにおける脱離量関連情報を取得してもよい。また、原子間力顕微鏡を用いる場合には、露光領域Wにカンチレバーが接触することにより取得した膜厚の変化から露光領域Wにおける脱離量関連情報を取得してもよい。
検査装置DTとして触診式段差計を用いる場合には、露光領域Wに接触子が接触することにより取得した膜厚の変化から脱離量関連情報を取得する。露光領域Wでは感光性保護基が脱離しているため、わずかに膜厚が減少している。従って、露光領域Wにおける膜厚の変化を検出することで、脱離量関連情報を取得することができる。検査装置DTとして光学式検査装置を用いる場合には、露光領域Wに所定波長の光を照射することにより取得した膜厚の変化から脱離量関連情報を取得する。上記のように露光領域Wではわずかに膜厚が減少しているので、所定波長の光を照射して露光領域Wの膜厚を検出することで、脱離量関連情報を取得することができる。
検査装置DTとして走査型電子顕微鏡(SEM)を用いる場合には、露光領域Wに電子線を照射することにより生じる二次電子又は反射電子の変化から脱離量関連情報を取得する。露光領域Wにおける感光性保護基の脱離量に応じて、電子線の照射により生じる二次電子又は反射電子が異なる。従って、露光領域Wにおける二次電子又は反射電子の変化を検出することで、脱離量関連情報を取得することができる。検査装置DTとして接触角計を用いる場合には、露光領域Wにおける接触角又は表面張力により脱離量関連情報を取得する。露光領域Wにおける感光性保護基の脱離量に応じて、所定の液体(試薬)における接触角(静的接触角、動的接触角、ねれ性)が異なる。従って、露光領域Wにおける接触角の変化を検出することで、脱離量関連情報を取得することができる。
検査装置DTとして質量分析計を用いる場合には、露光領域Wにおける感光性保護基の質量検出強度の変化から脱離量関連情報を取得する。露光領域Wでは感光性保護基が脱離しているため、感光性保護基の質量検出強度が変化する。従って、露光領域Wにおける質量検出強度の変化を検出することで、脱離量関連情報を取得することができる。検査装置DTとしてX線光電子分光計を用いる場合には、露光領域Wにおける感光性保護基に由来する所定元素の検出強度の変化から脱離量関連情報を取得する。露光領域Wでは感光性保護基が脱離しているため、感光性保護基に由来する所定元素の検出強度が変化する。従って、露光領域Wにおける所定元素の強度を検出することで、脱離量関連情報を取得することができる。
制御装置CONTは、検査装置DTによる検査結果に基づいて、露光システムに含まれる装置のいずれか1つ以上の装置を制御する。例えば、塗布装置CT、露光装置EX、搬送装置TR、及び検査装置DTを統括的に制御する。制御装置CONTは、塗布制御部61と、露光制御部62と、搬送制御部63と、判断部64とを有する。塗布制御部61は、塗布装置CTの動作を制御する。露光制御部62は、露光装置EXの動作を制御する。搬送制御部63は、搬送装置TRの動作を制御する。判断部64は、検査装置DTの計測結果に基づいて露光の良否を判断する。判断部64は、露光装置EXにより露光された領域(露光領域W)のうちの所定の領域に含まれる測定点の情報(例えば脱離量関連情報)に基づいて露光の良否を判断する。判断部64は、例えば、化合物層における単位面積あたりの脱離量関連情報に基づいて、露光の良否を判断する。図3(A)及び(B)は、脱離量関連情報に基づいて露光の良否を判断する手順の一例を模式的に示す図である。図3(A)及び(B)では、基板FS上の化合物層の一部が露光され、露光領域Wと非露光領域Nとが形成された場合を示している。
判断部64は、例えば、図2(A)及び(B)に示す画像に対して画像処理を行う等により、化合物層における露光領域Wと非露光領域Nとを選定する。次に、判断部64は、図3(A)に示すように、検出した露光領域Wを所定の単位領域Waに区画する。本実施形態において、単位領域Waは正方形状であるが、この形態に限定されず、例えば、長方形であってもよいし、三角形等の他の多角形であってもよいし、円形、楕円形、長円形等の他の形状であってもよい。図3(A)に示す例においては、判断部64は、それぞれの面積が等しくなるように単位領域Waを設定しているが、必ずしも全ての単位領域Waの面積を等しくする必要はない。
各単位領域Waには、検査装置DTにおいて検出された複数の測定点についての測定結果が含まれる。判断部64は、露光領域Wを面積の等しい単位領域Waに区画した後、単位領域Waごとに、複数の測定点における測定結果(例えば、紫外線可視分光光度計であれば吸光度、原子間力顕微鏡であれば付着力)に基づいて、脱離量関連情報を算出する。判断部64は、例えば、複数の測定点における測定結果の平均値に基づいて脱離量関連情報を算出してもよい。図3(B)では、脱離量関連情報として、単位領域Waごとの測定結果の合計を1~5の5段階で表記した例を示している。「1」は計測結果の合計が最も少なく、「5」は計測結果の合計が最も多い。
判断部64は、算出した脱離量(5段階表記の1~5の数値)と、例えば、検査装置DTの測定機器ごとに設定される閾値とを比較する。判断部64は、比較結果に基づいて、感光性保護基が十分に脱離しているか否か、すなわち、露光の良否を判断する。例えば、検査装置DTとして紫外線可視分光光度計を用いる場合、判断部64は、ある単位領域Waの吸光度が閾値以上であれば、その単位領域Waが露光不良と判断する。また、検査装置DTとして原子間力顕微鏡を用いる場合、判断部64は、ある単位領域Waの付着力が閾値以下であれば、その単位領域Waが露光不良と判断する。
次に、判断部64は、単位領域Waごとの評価に基づいて、露光領域Wにおける露光の良否を判断する。例えば、判断部64は、露光不良と判断された単位領域Waの数が露光領域Wにおける所定の割合(例えば、20%、40%など)を超える場合に、その露光領域Wが露光不良であると判断してもよいし、露光不良と判断された単位領域Waが1つでもあれば、その露光領域Wが露光不良であると判断してもよい。なお、露光領域Wの露光の良否を判断する具体的な手法は、上記の手法に限定されない。また、判断部64は、単位領域Waごとに露光の良否を判断し、その結果を、露光領域Wの露光に関する判断結果としてもよい。
次に、上記のように構成された露光システム100の動作について説明する。図4は、露光システム100による露光方法の一例を示すフローチャートである。露光システム100では、搬送装置TRによって基板FSを搬送方向に搬送させながら、塗布装置CTにより基板FS上に、感光性保護基を有する化合物の層である化合物層を形成するための液体を塗布し、基板FS上に化合物層を形成させる。なお、塗布装置CTによる基板FS上への液体の塗布後に、基板FS上を乾燥させるための乾燥装置、又は加熱するための加熱装置、さらに洗浄するための洗浄装置が配置されてもよい。
基板FSに形成された化合物層は、搬送装置TRによる基板FSの移動に伴い、搬送方向の下流側の露光装置EXに到達する。図4に示すように、露光装置EXは、化合物層が塗布された基板FSに対して露光光SPを照射し、化合物層の所定の領域を露光する(ステップS01)。ステップS01では、搬送装置TRによって基板FSを搬送方向に搬送させながら、露光装置EXによって基板FSの幅方向に、所定の径のスポット光である露光光SPを走査させる。これにより、基板FSの搬送方向及び幅方向に亘る所定の領域に露光光SPが照射され、露光領域Wが形成される。なお、露光光SPの走査速度、又は露光光SPの1回の走査あたりの基板FSの搬送速度を調整することにより、露光光SPの照射領域の一部が重なるようにしてもよい。
なお、露光装置EXは、露光光SPを走査させる構成に代えて、所定領域に一括して露光光SPを照射する構成であってもよい。また、基板FSを搬送方向に搬送させながら露光光SPを照射する形態に限定されず、基板FSの移動を停止させた状態で露光装置EXから露光光SPを照射させ、次の露光領域を露光装置EXまで移動させるといった基板FSをステップ移動させる形態であってもよい。
化合物層に形成された露光領域は、搬送装置TRによる基板FSの移動に伴い、搬送方向の下流側の検査装置DTに到達する。検査装置DTは、露光装置EXにより露光された露光領域Wにおける感光性保護基の脱離量関連情報を測定点毎に取得する(ステップS02)。ステップS02では、搬送装置TRによって基板FSを搬送方向に搬送させながら、検査装置DTが露光領域における脱離量関連情報を取得する。検査装置DTは、計測結果を制御装置CONTに送信する。なお、基板FSをステップ移動させて露光領域Wに露光光SPを照射している場合は、基板FSが停止しているタイミングで検査装置DTにより脱離量関連情報の取得を行ってもよい
制御装置CONTは、検査装置DTからの計測結果に基づいて、基板FSに対する露光の良否を判断する(ステップS03)。ステップS03において、制御装置CONTは、まず、露光装置EXにより露光された領域(露光領域W)のうちの所定の領域に含まれる測定点の情報(例えば脱離量関連情報)を算出する。制御装置CONTは、例えば、単位面積あたりの脱離量関連情報を算出する。そして、算出された脱離量関連情報に基づいて、制御装置CONTの判断部64は露光の良否を判断する。制御装置CONTは、判断部64による判断結果について、不図示の表示装置等に出力してもよいし、外部の管理装置等に出力してもよい。ユーザは、判断部64による判断結果を表示装置等で見ることにより、露光領域Wにおける露光の良否を容易に確認できる。
図5は、露光システム100による露光方法の他の例を示すフローチャートである。図5に示す例において、露光システム100は、上記と同様にステップS01からステップS03の処理を行う。その後、制御装置CONTは、判断部64において露光不良と判断されたか否かを検出する(ステップS04)。
ステップS04の検出の結果、判断部64において露光不良と判断された場合(ステップS04のYES)、露光制御部62は、算出された脱離量関連情報に基づいて、露光装置EXを制御する(ステップS05)。ステップS05において、露光制御部62は、例えば露光装置EXにおける露光条件を変更する。この場合、露光条件としては、例えば、露光装置EXの露光時における露光光SPの強度を変更すること、露光光SPの焦点位置を変更すること、露光光SPの照射時間を変更すること、及び露光光SPの重ね量を変更すること、の少なくとも1つを含む。露光光の照射時間は、例えば、露光光SPの走査速度を変更することで露光光の照射時間を変更できる。
露光制御部62は、例えば、露光領域Wにおいて露光不良とされた場所及び露光不良の程度(例えば、露光量の不足の程度)に応じて、その場所に対して適切な露光量となるように露光光の強度、焦点位置、照射時間、重ね量等を制御する。その結果、露光装置EXにおける露光が改善され、露光領域Wが露光不良となることを解消することができる。なお、ステップS04の検出の結果、判断部64において露光不良と判断されない場合(ステップS04のNO)、制御装置CONT(露光制御部62)は、露光装置EXの制御を行わなくてもよい。
図6は、露光システム100による露光方法の他の例を示すフローチャートである。図6に示す例において、露光システム100は、上記同様にステップS01からステップS03の処理を行い、判断部64において露光不良と判断されたか否かを検出する(ステップS04)。ステップS04の検出の結果、判断部64において露光不良と判断された場合(ステップS04のYES)、搬送制御部63は、算出された脱離量関連情報に基づいて、搬送装置TRによる基板FSの搬送速度を制御する(ステップS06)。ステップS06において、搬送制御部63は、例えば、露光装置EXにおける露光光SPの照射時間が長くなるように、基板FSの搬送速度を遅くすることができる。なお、ステップS04の検出の結果、判断部64において露光不良と判断されない場合(ステップS04のNO)、制御装置CONT(搬送制御部63)は、搬送装置TRの制御を行わなくてもよい。
また、図4及び図5に示すフローチャートにおいて、ステップS04で露光不良と判断された場合、制御装置CONTは、露光不良と判断された露光領域Wを特定する情報(例えば、基板FSにおける位置など)を検査装置DTから取得してもよい。露光不良と判断された露光領域Wは、そのまま巻き取りローラRL2で巻き取られるので、後にどの部分が露光不良であるかを特定することが難しい。上記のように露光領域Wを特定する情報を取得しておくことにより、この部分については後の工程を省略するなどの対応が可能となり、処理効率を向上させることができる。
本実施形態によれば、露光領域Wの画像等から露光不良の判断が難しい場合でも、検査装置DTの計測結果から判断部64の判断により露光不良を判断するので、ユーザは、判断部64の判断を確認することにより、露光不良を容易に確認することができる。
<第2実施形態>
図7は、第2実施形態に係る露光システム200の一例を示す図である。図7に示す露光システム200は、塗布装置CT、露光装置EX、及び搬送装置TRを有する点は第1実施形態の露光システム100と同様であるが、複数の検査装置DTが設けられる点で、上記した実施形態と異なっている。なお、上記した実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。図7に示す露光システム200において、複数の検査装置DTは、基板FSの搬送方向において、露光装置EXの下流側に配置される。なお、図7では、検査装置DTが2台配置された構成が示されているが、この形態に限定されず、3台以上配置されてもよい。複数の検査装置DTは、同一の検査装置DTが用いられてもよいし、異なる検査装置DTが用いられてもよい。
複数の検査装置DTは、例えば基板FSの搬送方向に並んで配置される。この場合、基板FSの搬送方向の上流側に配置される検査装置DTaをメインとして用い、下流側に配置される検査装置DTbをサブ又はバックアップ用としてもよいし、検査する露光領域Wの一部を上流側の検査装置DTaで計測し、露光領域Wの残りの部分を下流側の検査装置DTbで計測してもよい。
図8は、第2実施形態に係る露光システムの他の例を示図である。図8は、露光システム200Aにおいて基板FSを上方から見た状態を示している。図8に示す露光システム200Aでは、2つの検査装置DTが、基板FSの幅方向(搬送方向と直交する方向)に並んで配置される。一方の検査装置DTaは、基板FSの幅方向の中央から一方の端辺にかけての領域を計測する。他方の検査装置DTbは、基板FSの幅方向の中央から他方の端辺にかけての領域を計測する。検査装置DTa、DTbは、計測結果を制御装置CONTに送信する。制御装置CONTは、検査装置DTa、DTbの計測結果に基づいて脱離量関連情報を算出し、露光の良否を判断する。
図9は、第2実施形態に係る露光システムの他の例を示す図である。図9は、露光システム200Bにおいて基板FSを上方から見た状態を示している。図9に示す露光システム200Bでは、露光装置EX及び検査装置DTがそれぞれ同数、例えば3台ずつ設けられており、露光装置EXと検査装置DTとが対応して配置されている。なお、図9の露光システム200Bでは、制御装置CONTの記載を省略している。
例えば、1台の露光装置EXaが基板FSの幅方向の中央に配置される。また、その露光装置EXaに対して基板FSの搬送方向の上流側には、残り2台の露光装置EXb、EXcが基板FSの幅方向の両端にそれぞれ配置される。露光装置EXaは、基板FSの幅方向の中央の領域に対して露光光SPを照射する。露光装置EXb、EXcは、基板FSの幅方向の両端の領域に対して露光光SPをそれぞれ照射する。従って、3台の露光装置EXa~EXcにより、基板FSの幅方向の中央及び両端の各領域について分担して露光領域Wに露光光SPを照射する。
また、3台の露光装置EXa~EXcに対して基板FSの搬送方向の下流側では、1台の検査装置DTaが基板FSの幅方向の中央に配置される。また、その検査装置DTaに対して基板FSの搬送方向の上流側には、残り2台の検査装置DTb、DTcが基板FSの幅方向の両端に配置される。つまり、3台の検査装置DTa~DTcの配置が、3台の露光装置EXa~EXcの配置と同様になっている。検査装置DTaは、露光領域Wのうち基板FSの幅方向の中央の領域に対して計測を行う。検査装置DTb、DTcは、露光領域Wのうち基板FSの幅方向の両端の領域に対してそれぞれ計測を行う。従って、3台の検査装置DTa~DTcにより、基板FSの幅方向の中央及び両端の各領域について分担して露光領域Wの計測を行う。
3台の検査装置DTa~DTcは、それぞれ計測結果を制御装置CONTに送信する。制御装置CONTは、検査装置DTa~DTcの計測結果に基づいて脱離量関連情報を算出し、露光の良否を判断する。この構成により、制御装置CONTは、3台の検査装置DTa~DTcで計測される基板FSの幅方向の中央の領域及び両端の領域の3つの領域のそれぞれについて、別個に露光の良否を判断する。
制御装置CONTは、3つの領域のうち、いずれかの領域について露光不良であると判断された場合、その領域に配置されている露光装置EXa~EXcについて、脱離量関連情報に基づいて制御を行うことができる。例えば、制御装置CONTは、検査装置DTaの計測結果に基づいて露光装置EXaの制御を行い、検査装置DTbの計測結果に基づいて露光装置EXbの制御を行い、検査装置DTcの計測結果に基づいて露光装置EXcの制御を行ってもよい。また、制御装置CONTは、3台の検査装置DTa~DTcのいずれか1において露光不良と判断された場合、全ての露光装置EXa~EXcの制御を行ってもよいし、露光不良であると判断されていない領域に配置されている露光装置EXa~EXcの制御を行ってもよい。
本実施形態によれば、複数の検査装置DTにより露光領域Wを分割して計測するので、1台の検査装置DTにおける処理負担を軽減することができる。その結果、基板FSの移動速度を早くすることができ、基板FSの処理効率を向上させることができる。
<第3実施形態>
図10は、第3実施形態に係る露光システム300の一例を示す図である。図10に示す露光システム300は、塗布装置CT、搬送装置TR、及び検査装置DTを有する点では上記した実施形態の露光システム100、200と同様であるが、複数の露光装置EXが基板FSの搬送方向について検査装置DTの上流側と下流側とに設けられる点で、上記の実施形態とは異なっている。なお、上記した実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。
図10に示す露光システム300において、複数の露光装置EXは、第1露光装置EX1と、第2露光装置EX2とを含む。第1露光装置EX1は、検査装置DTに対して基板FSの搬送方向の上流側に配置される。第2露光装置EX2は、検査装置DTに対して基板FSの搬送方向の下流側に配置される。第1露光装置EX1及び第2露光装置EX2は、上述した露光装置EXと同様の構成である。なお、第1露光装置EX1と第2露光装置EX2とは、同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。また、制御装置CONTは、第1露光装置EX1を制御する第1露光制御部65と、第2露光装置EX2を制御する第2露光制御部66とを有する。
図11は、露光システム300による露光方法の一例を示すフローチャートである。図11に示す例において、露光システム300は、上記の実施形態と同様にステップS01からステップS03の処理を行う。なお、ステップS01の露光処理は、第1露光装置EX1において行う。ステップS03の後、制御装置CONTは、判断部64において露光不良と判断されたか否かを検出する(ステップS04)。
ステップS04において、判断部64が露光不良と判断した場合(ステップS04のYES)、制御装置CONTは、判断部64が露光不良と判断した露光領域Wに対して、第2露光装置EX2により再度の露光を行わせる(ステップS07)。ステップS07において、第2露光制御部66は、算出された脱離量関連情報に基づいて、第2露光装置EX2を制御する。第2露光制御部66は、算出された脱離量関連情報に基づいて、例えば、第2露光装置EX2の露光時における露光光SPの強度、露光光SPの焦点位置、露光光SPの照射時間、及び露光光SPの重ね量を調整する。露光不良と判断された露光領域Wに対して第2露光装置EX2により露光することで、露光領域Wの露光不良の全部又は一部を解消することができる。
なお、制御装置CONTは、判断部64において露光不良と判断された場合(ステップS04のYES)、第2露光装置EX2により露光を行わせることに加えて、算出された脱離量関連情報に基づいて、第1露光制御部65による第1露光装置EX1の制御を行ってもよいし、搬送装置TRの制御を行ってもよい。また、制御装置CONTは、露光領域Wのうち露光不良の部分(例えば、図3に示す単位領域Wa)に対して、第2露光装置EX2により露光光SPを照射するような制御を行ってもよい。その結果、第2露光装置EX2による再度の露光が不要な部分への露光光SPの照射を回避できる。
本実施形態によれば、検査装置DTにより露光領域Wが露光不良と判断された場合に、第2露光装置EX2により露光不良の露光領域Wを再度露光するので、露光領域Wが露光不良のまま後段の処理に移動することを防止できる。その結果、基板FSにおける歩留まりの低下を抑制できる。なお、本実施形態において、第2露光装置EX2の下流側に検査装置DTを配置し、第2露光装置EX2による露光後において、判断部64により露光不良が生じているか否か(露光不良が残っているか否か)を判断してもよい。
<第4実施形態>
図12は、第4実施形態に係る露光システム400の一例を示す図である。図12に示す露光システム400は、塗布装置CT、露光装置EX、搬送装置TR、及び検査装置DTに加えて、めっき装置MKを備える点で、上記した第1~第3実施形態とは異なっている。図12に示す露光システム400において、めっき装置MKは、基板FSの搬送方向において検査装置DTの下流側に配置される。めっき装置MKは、露光装置EXにより親撥液パターンが形成された基板FSに対してめっき処理(例えば、無電解めっき処理)を行う。
めっき装置MKは、基板FSに対してめっき触媒浴を行うためのめっき触媒槽MKaと、基板FSに対してめっきを行うためのめっき槽MKbと、複数の搬送ローラMKcとを有する。めっき触媒槽MKaは、基板FSの搬送方向の上流側に配置され、基板FSに形成された親撥液パターンの親液部分にめっき触媒を付与する。すなわち、基板FSの露光領域Wでは感光性保護基が脱離して親液性を有しており、非露光領域Nでは感光性保護基が脱離していないので親液性を有しているので、露光領域Wにめっき触媒液が付着する。めっき触媒槽MKaに貯留されるめっき触媒液は、例えば、無電解めっき処理に必要な任意のもの選択されて貯留されている。
めっき槽MKbは、基板FSの搬送方向の下流側に配置され、めっき触媒が付与された基板FSの親液部分に無電解めっきを行う。すなわち、基板FSの露光領域Wにめっき触媒が付与されているので、この露光領域Wめっき処理が施される。その結果、基板FSには、めっき処理による配線パターンが形成される。基板FSは、巻き取りローラRL2が基板FSを巻き取ることにより、めっき装置MKにおいて移動する。複数の搬送ローラMKcは、めっき装置MKにおいて基板FSを案内する。なお、複数の搬送ローラMKcのうち、少なくとも1つが駆動ローラであり、残りが従動ローラであってもよい。搬送ローラMKcのうち1つを駆動ローラとすることにより、めっき装置MK内において基板FSの搬送速度を変更可能である。
また、複数の搬送ローラMKcのうち、めっき触媒槽MKa内に配置される搬送ローラMKc、又はめっき槽MKb内に配置される搬送ローラMKcは、少なくとも1つが基板FSの搬送方向に移動可能であってもよい。この場合、搬送ローラMKcがめっき触媒槽MKa内又はめっき槽MKb内において基板FSの搬送方向に移動することで、めっき触媒槽MKaにおける基板FSの搬送距離、又はめっき槽MKbにおける基板FSの搬送距離の長さを変更可能である。
制御装置CONTは、めっき装置MKを制御するめっき制御部67を有する。複数の搬送ローラMKcいずれかが駆動ローラである場合、めっき制御部67は、搬送ローラMKc(駆動ローラ)の回転速度、つまりめっき装置MK内における基板FSの搬送速度を制御可能である。基板FSの搬送速度の変更は、めっき触媒槽MKaにおける基板FSの浸漬時間、又はめっき槽MKb内における基板FSの浸漬時間を変更させる。また、めっき触媒槽MKa内又はめっき槽MKb内の搬送ローラMKcが基板FSの搬送方向に移動可能である場合、めっき制御部67は、移動可能な搬送ローラMKcの位置、つまり、めっき触媒槽MKa内又はめっき槽MKb内における基板FSの搬送距離を制御可能である。めっき触媒槽MKa内又はめっき槽MKb内における基板FSの搬送距離の変更は、めっき触媒槽MKaにおける基板FSの浸漬時間、又はめっき槽MKb内における基板FSの浸漬時間を変更させる。
図13は、本実施形態に係る露光システム400による露光方法の一例を示すフローチャートである。図13に示す例において、露光システム400は、上記の実施形態と同様にステップS01からステップS03の処理を行う。その後、制御装置CONTは、判断部64において露光領域Wが露光不良と判断されたか否かを検出する(ステップS04)。ステップS04の検出の結果、判断部64において露光不良と判断された場合(ステップS04のYES)、搬送制御部63は、算出された脱離量関連情報に基づいて、めっき装置MKを制御する(ステップS08)。ステップS08において、めっき制御部67は、例えば、搬送ローラMKcの回転速度、位置を調整することにより、めっき装置MK内における基板FSの搬送速度、基板FSの搬送距離を制御し、例えば、めっき触媒槽MKa内又はめっき槽MKb内における基板FSの浸漬時間を長くする。
その結果、露光不良と判断されている露光領域Wは、時間あたりのめっき触媒の付与率が低くなっているが、めっき触媒槽MKaにおける基板FSの浸漬時間を長くすることで、露光領域Wに対するめっき触媒の付与を補うことが可能となる。又は、露光領域Wに対して十分にめっき触媒が付与されていないときでも、めっき槽MKbにおける基板FSの浸漬時間を長くなることで、露光領域Wに対して十分な(配線パターンとして十分な)めっきを形成させることが可能となる。
図14(A)及び(B)は、露光システム400において、めっき装置MK内の基板FSの搬送距離を変更する場合の一例を示す図である。図14(A)に示す例では、基板FSがめっき触媒槽MKa又はめっき槽MKbに浸漬された状態において、搬送経路の長さが最短となるように搬送ローラMKcが配置される。この状態から、図14(B)に示すように、めっき触媒槽MKa又はめっき槽MKb内に配置された複数の搬送ローラMKcのうちの搬送ローラMKc1を上方に移動させることにより、基板FSは、めっき触媒槽MKa内又はめっき槽MKb内において上下方向に蛇行した状態で移動する。すなわち、基板FSは、めっき触媒槽MKa又はめっき槽MKbにおいて搬送経路が長くなり、めっき触媒槽MKa又はめっき槽MKbにおける浸漬時間を長くすることができる。
本実施形態によれば、検査装置DTにより露光領域Wが露光不良と判断された場合に、めっき装置MKを制御してめっき触媒槽MKa又はめっき槽MKbにおける基板FSの浸漬時間を調整(長く)するので、露光不良と判断された露光領域Wに対して適切なめっき処理を施すことができる。その結果、露光不良と判断された露光領域Wに対して所望の配線パターンを形成させることで、基板FSにおける歩留まりの低下を抑制できる。
<第5実施形態>
図15は、第5実施形態に係る露光システム500の一例を示す図である。図15に示す露光システム500は、露光装置EX3と、検査装置DTとを備える。なお、以下の説明において、特に断わりのない限り、重力方向をZ方向とするXYZ直交座標系を設定し、図に示す矢印に従って、X方向、Y方向、及びZ方向を説明する。矢印の指す方向を+方向(例えば+X方向)とし、反対の方向を-方向(例えば-X方向)として説明する。
露光システム500は、例えば、電子デバイスとしてのフレキシブル・ディスプレイ、フレキシブル・センサ等を製造する製造ラインが構築された製造システムの一部である。以下、電子デバイスとしてフレキシブル・ディスプレイを前提として説明する。
露光システム500は、可撓性のシート状の基板(シート基板)FSをロール状に巻いた送り出しローラ(図1の送り出しローラRL1参照)から基板FSが送り出され、送り出された基板FSに対して各種処理を連続的に施した後、各種処理後の基板FSを巻き取りローラ(図1の巻き取りローラRL2参照)で巻き取る、いわゆる、ロール・ツー・ロール(Roll To Roll)方式の構造を有する。基板FSは、基板FSの搬送方向が長手方向(長尺)となり、幅方向が短手方向(短尺)となる帯状の形状を有する。送り出しローラから送られた基板FSは、順次、プロセス装置PR1、露光装置(描画装置、ビーム走査装置)EX4、及び、プロセス装置PR2等で各種処理が施され、巻き取りロールで巻き取られる。
なお、X方向は、水平面内において、プロセス装置PR1から露光装置EX3を経てプロセス装置PR2に向かう方向(搬送方向)である。Y方向は、水平面内においてX方向に直交する方向であり、基板FSの幅方向(短尺方向)である。Z方向は、X方向とY方向とに直交する方向(上方向)であり、重力が働く方向と平行である。
プロセス装置PR1は、露光装置EXで露光処理される基板FSに対して前工程の処理を行う。プロセス装置PR1は、前工程の処理を行った基板FSを露光装置EXへ向けて送る。この前工程の処理により、露光装置EXへ送られる基板FSは、その表面にレジスト層Rが形成された基板となっている。
本実施形態においては、ビーム走査装置としての露光装置EX3は、マスクを用いない直描方式の露光装置、いわゆるラスタースキャン方式の露光装置である。露光装置EX3は、プロセス装置PR1から供給された基板FSの被照射面(露光領域W)に対して、ディスプレイ用の電子デバイス、回路又は配線等のための所定のパターンに応じた光パターンを照射する。露光装置EX3は、基板FSを+X方向に搬送しながら、露光用のビームLBの露光光SPを、基板FSの被照射面上で所定の走査方向(Y方向)に1次元に走査しつつ、露光光SPの強度をパターンデータ(描画データ)に応じて高速に変調(オン/オフ)する。この構成により、基板FSの被照射面に電子デバイス、回路又は配線等の所定のパターンに応じた光パターンが描画露光される。
つまり、基板FSの搬送と、露光光SPの走査とで、露光光SPが基板FSの被照射面上で相対的に2次元走査されて、基板FSに所定のパターンが描画露光される。また、基板FSは、搬送方向(+X方向)に沿って搬送されているので、露光装置EXによってパターンが露光される露光領域Wは、基板FSの長尺方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられることになる。この露光領域Wに電子デバイスが形成されるので、露光領域Wは、電子デバイス形成領域でもある。なお、電子デバイスは、複数のパターン層(パターンが形成された層)が重ね合わされることで構成されるので、露光装置EX3によって各層に対応したパターンが露光されるようにしてもよい。
プロセス装置PR2は、露光装置EX3で露光処理された基板FSに対しての後工程の処理(例えばめっき処理や現像・エッチング処理等)を行う。この後工程の処理により、基板FS上に電子デバイスのパターン層(例えば、配線パターン層)が形成される。
電子デバイスは、複数のパターン層が重ね合わされることで構成されるので、露光システム500を含むデバイス製造システムの少なくとも各処理を経て、1つのパターン層が生成される。従って、電子デバイスを生成するために、図15に示すような露光システム500を含むデバイス製造システムの各処理を、例えば2回は経なければならない。そのため、例えば、基板FSが巻き取られた巻き取りローラを送り出しローラとして、別のデバイス製造システムに装着することで、パターン層を積層することができる。そのような動作を繰り返して、電子デバイスが形成される。処理後の基板FSは、複数の電子デバイス形成領域が所定の間隔をあけて基板FSの長尺方向に沿って連なった状態となる。つまり、基板FSは、多面取り用の基板となっている。
露光装置EX3は、温調チャンバーECV内に格納されている。この温調チャンバーECVは、内部を所定の温度に保つことで、内部において搬送される基板FSの温度による形状変化を抑制する。温調チャンバーECVは、パッシブ又はアクティブな防振ユニットSU1、SU2を介して製造工場等の設置面Eに配置される。防振ユニットSU1、SU2は、設置面Eからの振動を低減する。この設置面Eは、工場の床面自体であってもよいし、水平面を出すために床面上に設置される設置土台上の面であってもよい。露光装置EX3は、基板搬送機構12と、光源装置14と、ビーム切換部材16と、露光ヘッド18と、制御装置20と、複数のアライメント顕微鏡AMm(AM1~AM4)とを備えている。
基板搬送機構12は、プロセス装置PR1から搬送される基板FSを、露光装置EX3内で所定の速度で搬送した後、プロセス装置PR2に所定の速度で送り出す。この基板搬送機構12によって、露光装置EX3内で搬送される基板FSの移動路が規定される。基板搬送機構12は、基板FSの搬送方向の上流側(-X方向側)から順に、エッジポジションコントローラEPC、駆動ローラR1、テンション調整ローラRT1、回転ドラム(円筒ドラム)DR、テンション調整ローラRT2、駆動ローラR2、及び、駆動ローラR3を有している。
基板搬送機構12は、プロセス装置PR1から搬送される基板FSを、露光装置EX3内で所定の速度で搬送した後、プロセス装置PR2に所定の速度で送り出す。この基板搬送機構12によって、露光装置EX3内で搬送される基板FSの移動路が規定される。基板搬送機構12は、基板FSの搬送方向の上流側(-X方向側)から順に、エッジポジションコントローラEPC、駆動ローラR1、テンション調整ローラRT1、回転ドラムDR、テンション調整ローラRT2、駆動ローラR2、及び、駆動ローラR3を有している。
光源装置14は、光源(パルス光源)を有し、パルス状のビーム(パルス光、レーザ)LBを射出するものである。このビームLBは、例えば、370nm以下の波長帯域にピーク波長を有する紫外線光であり、ビームLBの発振周波数(発光周波数)をFsとする。光源装置14が射出したビームLBは、ビーム切換部材16を介して露光ヘッド18に入射する。光源装置14は、制御装置20の制御に従って、発振周波数FsでビームLBを発光して射出する。この光源装置14は、例えば、赤外波長域のパルス光を発生する半導体レーザ素子、ファイバー増幅器、増幅された赤外波長域のパルス光を紫外波長域のパルス光に変換する波長変換素子(高調波発生素子)等で構成され、発振周波数Fsが数百MHzで、1パルス光の発光時間がピコ秒程度の高輝度な紫外線のパルス光が得られるファイバーアンプレーザ光源を用いるものとする。
ビーム切換部材16は、露光ヘッド18を構成する複数の走査ユニットUn(U1~U6)のうち、露光光SPの1次元走査を行う1つの走査ユニットUnに、光源装置14からのビームLBが入射するように、ビームLBの光路を切り換える。
露光ヘッド18は、ビームLBがそれぞれ入射する複数の走査ユニットUn(U1~U6)を備えている。露光ヘッド18は、回転ドラムDRの円周面で支持されている基板FSの一部分に、複数の走査ユニットUn(U1~U6)によってパターンを描画する。露光ヘッド18は、同一構成の複数の走査ユニットUn(U1~U6)を配列した、いわゆるマルチビーム型の露光ヘッドとなっている。露光ヘッド18は、基板FSに対して電子デバイス用のパターン露光を繰り返して行うことから、パターンが露光される露光領域W(電子デバイス形成領域)は、基板FSの長尺方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられている。奇数番の走査ユニットU1、U3、U5は、中心面Pocに対して基板FSの搬送方向の上流側(-X方向側)に配置され、かつ、Y方向に沿って配置されている。偶数番の走査ユニットU2、U4、U6は、中心面Pocに対して基板FSの搬送方向の下流側(+X方向側)に配置され、かつ、Y方向に沿って配置されている。奇数番の走査ユニットU1、U3、U5と、偶数番の走査ユニットU2、U4、U6とは、中心面Pocに対して対称に設けられている。
走査ユニットUnは、光源装置14からのビームLBを基板FSの被照射面上で露光光SPに収斂させるように投射しつつ、その露光光SPを基板FSの被照射面上で所定の直線的な描画ライン(走査線)SLn(SL1~SL6)に沿って、回転するポリゴンミラーによって1次元に走査する。なお、走査ユニットUnの下流側には、検査装置DTが配置される。検査装置DTは、回転ドラムDRの外周面に沿って移動する基板FSの露光領域Wにおける感光性保護基の脱離量に関する情報を測定点毎に計測する。検査装置DTによる計測結果は、制御装置20に送られる。
本実施形態によれば、基板FSが回転ドラムDRに沿って移動している場合においても、検査装置DTによって露光領域Wにおける感光性保護基の脱離量に関する情報を取得することができる。なお、検査装置DTは、回転ドラムDRで移動する基板FSに対向して配置されることに限定されない。例えば、検査装置DTは、回転ドラムDRより下流側を移動する基板FSに対向させるように配置されてもよい。
<第6実施形態>
図16は、第6実施形態に係る露光装置EX4一例を示す図である。なお、本実施形態において、上記した実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。図16に示すように、露光システム600は、露光装置EX4を備える。この露光装置EX4は、上記した実施形態と異なり、検査装置DTを備える。
検査装置DTは、露光装置EX4において、露光光SPを照射する部分よりも基板FSの搬送方向の下流側に設けられている。露光装置EX4は、露光光SPにより露光領域Wの露光を行うとともに、検査装置DTにより露光領域Wにおける感光性保護基の脱離量に関する情報を取得する。すなわち、露光光SPにより露光領域Wの露光を行った直後に、露光領域Wにおける感光性保護基の脱離量に関する情報を取得することが可能である。
検査装置DTにより取得した感光性保護基の脱離量に関する情報は、露光装置EX4に備える不図示の制御装置、又は露光装置EX4の外部に設けられた不図示の制御装置に送られる。この制御装置は、上記した判断部64を備えてもよい。判断部64により露光領域Wが露光不良であると判断された場合、制御装置は、露光装置EX4における露光条件(例えば、露光光SPの強度、基板FSの移動速度など)を制御してもよい。
本実施形態によれば、露光装置EX4に備える検査装置DTにより感光性保護基の脱離量に関する情報を取得するので、露光装置EX4の外部に検査装置DTを配置する必要がない。その結果、基板FSの搬送方向の長さ(すなわち基板FSにおける電子デバイスの製造ラインの長さ)を短くすることができる。また、露光装置EX4に備える検査装置DTの測定結果は、露光装置EX4以外の装置(例えば、露光装置EX4の上流側、下流側に配置された別の露光装置、プロセス装置PR1、PR2など)を制御するための情報として用いられてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は、上記した実施形態あるいは変形例などで説明した態様に限定されない。上記した実施形態などで説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、国際出願であるPCT/JP2019/011101、及び本明細書で引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。
CONT・・・制御装置 CT・・・塗布装置 DT、DTa~DTc・・・検査装置 EX、EXa~EXc、EX3・・・露光装置 EX1・・・第1露光装置 EX2・・・第2露光装置 FS・・・基板 MK・・・めっき装置 MKa・・・めっき触媒浴 MKb・・・めっき浴 N・・・非露光領域 TR・・・搬送装置 W・・・露光領域 Wa・・・単位領域 61・・・塗布制御部 62・・・露光制御部 63・・・搬送制御部 64・・・判断部 65・・・第1露光制御部 66・・・第2露光制御部 67・・・めっき制御部 100、200、300、400、500・・・露光システム

Claims (28)

  1. 基板上に形成された、感光性保護基を有する化合物を含む層を露光し、親液領域及び撥液領域を含む親撥液パターンを形成する露光システムであって、
    前記感光性保護基を有する化合物を含む層を露光する露光装置と、
    前記露光装置により露光された領域における前記感光性保護基の脱離量に関する情報を取得する検査装置と、
    前記情報に基づいて前記露光された領域の前記露光の良否を判断する判断部を有する制御装置と、を備え、
    前記判断部は、前記露光された領域に設定される複数の単位領域それぞれの露光の良否を判断し、露光不良と判断される前記単位領域の数が所定の割合を超える場合に、前記露光された領域が露光不良であると判断する露光システム。
  2. 前記制御装置は、前記判断部が、前記露光された領域が露光不良であると判断した場合に、前記情報に基づいて前記露光装置を制御する、請求項に記載の露光システム。
  3. 前記制御装置による前記露光装置の制御は、前記露光装置の露光時における露光光の強度を変更すること、前記露光光の焦点位置を変更すること、前記露光光の照射時間を変更すること、及び前記露光光の重ね量を変更すること、の少なくとも1つを含む、請求項に記載の露光システム。
  4. 前記露光装置による露光時を含めて前記基板を搬送する搬送装置を備える、請求項から請求項のいずれか一項に記載の露光システム。
  5. 前記検査装置は、前記搬送装置による前記基板の搬送方向において前記露光装置の下流側に配置される、請求項に記載の露光システム。
  6. 前記制御装置は、前記判断部が、前記露光された領域が露光不良であると判断した場合に、前記情報に基づいて前記搬送装置による前記基板の搬送速度を制御する、請求項又は請求項に記載の露光システム。
  7. 前記搬送装置による前記基板の搬送方向において前記検査装置の下流側に第2露光装置を備える、請求項から請求項のいずれか一項に記載の露光システム。
  8. 前記制御装置は、前記判断部が、前記露光された領域が露光不良であると判断した場合に、前記情報に基づいて前記第2露光装置により前記層に対して再度の露光を行わせる、請求項に記載の露光システム。
  9. 前記搬送装置による前記基板の搬送方向において前記検査装置の下流側に、前記親撥液パターンが形成された前記基板に対してめっき処理を行うめっき装置を備える、請求項から請求項のいずれか一項に記載の露光システム。
  10. 前記制御装置は、前記判断部が、前記露光された領域が露光不良であると判断した場合に、前記情報に基づいて前記めっき装置を制御する、請求項に記載の露光システム。
  11. 前記制御装置は、前記判断部が、前記露光された領域が露光不良であると判断した場合に、前記情報に基づいて前記めっき装置におけるめっき触媒浴及びめっき浴の少なくとも一方に対する前記層の浸漬時間を変更することを含む、請求項1に記載の露光システム。
  12. 前記検査装置は、前記露光された領域における吸光度により前記情報を取得する、請求項から請求項1のいずれか一項に記載の露光システム。
  13. 前記検査装置は、紫外可視分光光度計であり、前記露光された領域における所定の紫外光の吸収度の変化から前記情報を取得する、請求項1に記載の露光システム。
  14. 前記検査装置は、赤外分光光度計であり、前記露光された領域における官能基由来の所定の赤外光の吸収変化から前記情報を取得する、請求項1に記載の露光システム。
  15. 前記検査装置は、前記露光された領域における付着力により前記情報を取得する、請求項から請求項1のいずれか一項に記載の露光システム。
  16. 前記検査装置は、原子間力顕微鏡であり、前記露光された領域におけるカンチレバーの付着力の変化から前記情報を取得する、請求項1に記載の露光システム。
  17. 前記検査装置は、前記露光された領域における膜厚により前記情報を取得する、請求項から請求項1のいずれか一項に記載の露光システム。
  18. 前記検査装置は、原子間力顕微鏡又は触診式段差計であり、前記露光された領域にカンチレバー又は接触子が接触することにより取得した膜厚の変化から前記情報を取得する、請求項17に記載の露光システム。
  19. 前記検査装置は、光学式検査装置であり、前記露光された領域に所定波長の光を照射することにより取得した膜厚の変化から前記情報を取得する、請求項17に記載の露光システム。
  20. 前記検査装置は、前記露光された領域における二次電子又は反射電子により前記情報を取得する、請求項から請求項1のいずれか一項に記載の露光システム。
  21. 前記検査装置は、走査型電子顕微鏡であり、前記露光された領域に電子線を照射することにより生じる二次電子又は反射電子の変化から前記情報を取得する、請求項2に記載の露光システム。
  22. 前記検査装置は、前記露光された領域における接触角又は表面張力により前記情報を取得する、請求項から請求項1のいずれか一項に記載の露光システム。
  23. 前記検査装置は、接触角計であり、前記露光された領域に所定の液滴を供給し、その液滴の形状の変化から前記情報を取得する、請求項2に記載の露光システム。
  24. 前記検査装置は、前記露光された領域における分子構造により前記情報を取得する、請求項から請求項1のいずれか一項に記載の露光システム。
  25. 前記検査装置は、質量分析計であり、前記露光された領域における前記感光性保護基の質量検出強度の変化から前記情報を取得する、請求項2に記載の露光システム。
  26. 前記検査装置は、X線光電子分光計であり、前記露光された領域における前記感光性保護基に由来する所定元素の検出強度の変化から前記情報を取得する、請求項2に記載の露光システム。
  27. 基板上に形成された、感光性保護基を有する化合物を含む層を露光し、親液領域及び撥液領域を含む親撥液パターンを形成する露光装置であって、
    前記感光性保護基を有する化合物を含む層を露光する露光部と、
    前記露光部により露光された領域における前記感光性保護基の脱離量に関する情報を取得する検査部と、
    前記情報に基づいて前記露光された領域の前記露光の良否を判断する判断部を有する制御部と、を備え、
    前記判断部は、前記露光された領域に設定される複数の単位領域それぞれの露光の良否を判断し、露光不良と判断される前記単位領域の数が所定の割合を超える場合に、前記露光された領域が露光不良であると判断する露光装置。
  28. 基板上に形成された、感光性保護基を有する化合物を含む層を露光し、親液水領域及び撥液領域を含む親撥液パターンを形成する露光方法であって、
    前記感光性保護基を有する化合物を含む層を露光することと、
    露光された領域における前記感光性保護基の脱離量に関する情報を取得することと、
    前記情報に基づいて前記露光された領域に設定される複数の単位領域それぞれの露光の良否を判断し、露光不良と判断される前記単位領域の数が所定の割合を超える場合に、前記露光された領域が露光不良であると判断することと、を含む露光方法。
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