功能性被膜、浸液部件、浸液部件的制造方法、曝光裝置、以及設(shè)備制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功能性被膜、浸液部件、浸液部件的制造方法、曝光裝置、以及設(shè)備制造方法。更詳細(xì)而言，涉及具有兼具親水性和防污染性的表面性質(zhì)的功能性被膜、使用該功能性被膜的浸液部件、浸液部件的制造方法、曝光裝置、以及設(shè)備制造方法。
[0002]本申請(qǐng)基于2013年I月22日申請(qǐng)的美國(guó)專利臨時(shí)申請(qǐng)61/755098號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援用于此。
【背景技術(shù)】
[0003]光刻工序所使用的曝光裝置中，例如已知有下述專利文獻(xiàn)公開的介由液體以曝光用光將基板曝光的浸液曝光裝置。
[0004]專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2008/266533號(hào)
[0005]專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2005/018155號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]浸液曝光裝置中，在基板等物體上形成浸液區(qū)域的狀態(tài)下，有時(shí)作為基板的晶片表面的抗蝕劑、頂涂層所含的成分溶出至液體(純水)中。因此，溶出至液體(純水)中的抗蝕劑、頂涂層成分有可能再析出到形成浸液區(qū)域的部件表面，該析出物因水流(液流)而剝離并附著于基板。若在析出物附著于基板的狀態(tài)下將該基板曝光，則有可能會(huì)發(fā)生例如形成于基板的圖案出現(xiàn)缺陷等曝光不良，從而產(chǎn)生不良設(shè)備。此外，還有時(shí)會(huì)因某些原因使混入液體的異物附著于形成浸液區(qū)域的部件，而在該附著的異物再次混入液體的狀態(tài)下將基板曝光。
[0007]因此，需要定期清洗形成浸液區(qū)域的部件以除去表面的析出物，但若清洗的頻率、時(shí)間增加，則可能導(dǎo)致生產(chǎn)率降低。
[0008]另外，為了保持浸液水，要求形成浸液區(qū)域的部件的表面具有親水性。此外，要求部件表面盡可能不易污染。即，對(duì)搭載于曝光裝置的形成浸液區(qū)域的部件要求兼具親水性和防污染性的表面性質(zhì)。以往不存在具有這種表面性質(zhì)的功能性被膜。
[0009]本發(fā)明的方式的目的在于提供具有兼具親水性和防污染性的表面性質(zhì)的功能性被膜。另外，本發(fā)明的方式的目的在于提供能抑制曝光不良的產(chǎn)生和生產(chǎn)率降低的浸液部件、浸液部件的制造方法、以及曝光裝置。此外，本發(fā)明的方式的目的在于提供能抑制不良設(shè)備的產(chǎn)生和生產(chǎn)率降低的設(shè)備制造方法。
[0010]本發(fā)明的一個(gè)方式的功能性被膜是被施加于以浸漬于液體的狀態(tài)使用的基材的表面的功能性被膜，包含摻雜有Ti的四面體非晶碳的膜(ta_C:Ti膜)。
[0011]例如，上述方式中，上述膜的組成中，由下述的式(I)定義的、Ti相對(duì)于C的原子比率(Ti/C原子比率)α為0.03?0.09，
[0012]a = (Ti/C 原子比率)
[0013]= (Ti 原子數(shù))/{(sp3_C 原子數(shù))+ (sp2_C 原子數(shù)…(I)
[0014]其中，(Ti原子數(shù)):占膜的Ti原子數(shù)
[0015](sp3-C原子數(shù)):占膜的SP3雜化軌道的碳原子數(shù)
[0016](sp2-C原子數(shù)):占膜的SP2雜化軌道的碳原子數(shù)。
[0017]上述方式中，上述膜的表面的純水的靜態(tài)接觸角β為30度以下。
[0018]上述方式中，上述膜的表面相比于純Ti的表面的污染指數(shù)γ為80%以下。
[0019]上述方式中，上述基材由Ti構(gòu)成。
[0020]例如，上述方式中，上述基材由Ti構(gòu)成，由下述的式(2)定義的、Sp3雜化軌道的碳原子(Sp3-C原子)占上述膜的比例δ為59%以下，
[0021]δ = (sp3-C原子的比例)
[0022]= (sp3-C 原子數(shù))/ {(Sp3-C 原子數(shù))+ (Sp2-C 原子數(shù))+ (Ti 原子數(shù))}…(2)
[0023]其中，(Ti原子數(shù)):占膜的Ti原子數(shù)
[0024](sp3-C原子數(shù)):占膜的SP3雜化軌道的碳原子數(shù)
[0025](sp2-C原子數(shù)):占膜的SP2雜化軌道的碳原子數(shù)。
[0026]本發(fā)明的一個(gè)方式的浸液部件以用液體充滿照射于物體的曝光用光的光路的方式在與上述物體之間保持上述液體而形成浸液空間，其由被上述方式記載的上述功能性被膜覆蓋的上述基材構(gòu)成，且上述基材具有篩網(wǎng)形狀。
[0027]本發(fā)明的一個(gè)方式的曝光裝置介由液體使用曝光用光將基板曝光，具備上述方式記載的上述浸液部件。
[0028]上述方式中，曝光裝置在回收液體的液體回收機(jī)構(gòu)的一部分具備上述浸液部件。
[0029]本發(fā)明的一個(gè)方式的設(shè)備制造方法包括使用上述方式記載的上述曝光裝置將基板曝光的工序和將曝光了的上述基板顯影的工序。
[0030]本發(fā)明的一個(gè)方式的功能性被膜是被施加于基材表面的功能性被膜，包含摻雜有Ti的四面體非晶碳的膜(ta_C:Ti膜)，上述膜的組成中，由下述的式(3)定義的、Ti相對(duì)于C的原子比率(Ti/C原子比率)α為0.03?0.09，
[0031]a = (Ti/C 原子比率)
[0032]= (Ti 原子數(shù))/ {(Sp3-C 原子數(shù))+ (Sp2-C 原子數(shù))}…(3)
[0033]其中，(Ti原子數(shù)):占膜的Ti原子數(shù)
[0034](sp3-C原子數(shù)):占膜的SP3雜化軌道的碳原子數(shù)
[0035](sp2-C原子數(shù)):占膜的SP2雜化軌道的碳原子數(shù)。
[0036]例如，上述方式中，上述膜的厚度為1nm?Ιμπι。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的方式，可提供具有兼具親水性和防污染性的表面性質(zhì)的功能性被膜。另外，根據(jù)本發(fā)明的方式，可提供提高產(chǎn)能、能抑制曝光不良的產(chǎn)生和生產(chǎn)率降低的浸液部件，浸液部件的制造方法以及曝光裝置。此外，根據(jù)本發(fā)明的方式，可提供能抑制不良設(shè)備的產(chǎn)生和生產(chǎn)率降低的設(shè)備制造方法。
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的功能性被膜的截面圖。
[0039]圖2Α是表示FCVA成膜裝置的一個(gè)例子的示意構(gòu)成圖。
[0040]圖2B是用于說(shuō)明第I實(shí)施方式的浸液部件的制造方法的圖。
[0041]圖2C是用于說(shuō)明第I實(shí)施方式的浸液部件的制造方法的圖。
[0042]圖3是對(duì)污染加速實(shí)驗(yàn)后的各試樣的膜面進(jìn)行拍攝的外觀照片。
[0043]圖4是表示對(duì)各種Ti/C原子比率的ta-C膜和ta_C: Ti膜測(cè)定數(shù)值化的污染程度和純水的靜態(tài)接觸角而得的結(jié)果的圖。
[0044]圖5是使用各種Ti濃度的石墨原料制作的ta_C:Ti膜的化學(xué)組成。
[0045]圖6是表示偏壓與ta_C:Ti膜的化學(xué)組成的關(guān)系的圖。
[0046]圖7是表示第I實(shí)施方式的曝光裝置的示意構(gòu)成圖。
[0047]圖8是表不第I實(shí)施方式的浸液部件附近的側(cè)截面圖。
[0048]圖9A是用于說(shuō)明第I實(shí)施方式的篩網(wǎng)部件的一個(gè)例子的圖。
[0049]圖9B是用于說(shuō)明第I實(shí)施方式的篩網(wǎng)部件的一個(gè)例子的圖。
[0050]圖9C是用于說(shuō)明第I實(shí)施方式的篩網(wǎng)部件的一個(gè)例子的圖。
[0051]圖10是表不第2實(shí)施方式的浸液部件附近的側(cè)截面圖。
[0052]圖11是表示第3實(shí)施方式的浸液部件附近的側(cè)截面圖。
[0053]圖12是表不第4實(shí)施方式的浸液部件附近的側(cè)截面圖。
[0054]圖13是表不第5實(shí)施方式的浸液部件附近的側(cè)截面圖。
[0055]圖14是表不第6實(shí)施方式的浸液部件附近的側(cè)截面圖。
[0056]圖15是從上側(cè)觀察圖14所示的浸液部件的圖。
[0057]圖16是從下側(cè)觀察圖14所示的浸液部件的圖。
[0058]圖17是將圖14所示的浸液部件的一部分放大后的圖。
[0059]圖18是表示微型設(shè)備制造工序的一個(gè)例子的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于此。
[0061]〈功能性被膜〉
[0062]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的功能性被膜的截面圖。
[0063]為了克服上述的課題，本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)在非晶碳膜中控制Ti含量，從而成功地制作出兼具親水性和防污染性的功能性被膜。
[0064]如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施方式的功能性被膜208B是被施加于以浸漬于液體的狀態(tài)使用的基材208A表面的功能性被膜。功能性被膜208B為摻雜有Ti的四面體非晶碳膜(以下稱為“ta-C:Ti膜”)。作為基材208A的材料，沒有特別限定，可使用例如硅(Si)、鈦(Ti)。以下，將在基材208A表面配置有功能性被膜208B的材料也稱為試樣208。
[0065]本實(shí)施方式中，功能性被膜(ta-C: Ti膜)208B可利用過(guò)濾陰極真空電弧法(FCVA法)在基材208A的與液體接觸的區(qū)域的至少一部分上成膜。
[0066]微波等離子體CVD (化學(xué)氣相沉積法)法、直流等離子體CVD法、高頻等離子體CVD法、磁場(chǎng)等離子體CVD法等CVD法或者離子束蒸鍍法、離子束濺射法、磁控濺射法、激光蒸鍍法、激光濺射法、電弧離子鍍法等PVD法(物理氣相沉積法)雖能制作a-C: Ti膜，但難以制作 ta-C:Ti 膜。
[0067]另外，F(xiàn)CVA法在上述成膜法中是即使室溫下也能以高附著力且對(duì)復(fù)雜形狀的基材也能均勻地進(jìn)行涂覆的成膜法。
[0068]FCVA法是指通過(guò)對(duì)靶電弧放電而產(chǎn)生離子化的粒子，僅將該粒子導(dǎo)向基板而成膜的成膜法。FCVA裝置200的示意構(gòu)成圖如圖2A所示。FCVA裝置200中，設(shè)置有石墨靶202的電弧等離子體產(chǎn)生室201與成膜室206介由空間過(guò)濾器205連接。成膜室206在其內(nèi)部具備基板支架207。基板支架207固定基材208A，可通過(guò)未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使基材208A在θ X方向傾斜或在Θ Y方向旋轉(zhuǎn)?？臻g過(guò)濾器205在一 X軸方向及Y軸方向進(jìn)行雙彎曲。在空間過(guò)濾器205的周圍卷繞有電磁鐵線圈203，在與成膜室206的連通部附近卷繞有離子掃描線圈204。
[0069]利用FCVA法將ta-C:Ti膜成膜時(shí)，首先對(duì)電弧等離子體產(chǎn)生室201內(nèi)的石墨靶202施加直流電壓進(jìn)行電弧放電，以產(chǎn)生電弧等離子體。產(chǎn)生的電弧等離子體中的中性粒子、C+離子、Ti +離子、Ti 2+離子、Ti 3+離子、Ti 4+離子、其它離子在向空間過(guò)濾器205輸送而通過(guò)空間過(guò)濾器205的過(guò)程中，中性粒子被電磁鐵線圈203捕捉，僅C+離子、Ti +離子、Ti 2+離子、Ti3+離子、Ti4+離子、其它離子被導(dǎo)向成膜室206內(nèi)。此時(shí)，離子流利用離子掃描線圈204能使其飛行方向朝任意方向進(jìn)行移動(dòng)。成膜室206內(nèi)的基材208A被施加負(fù)偏壓。通過(guò)電弧放電而離子化的C+離子、Ti +離子、Ti 2+離子、Ti 3+離子、Ti 4+離子、其它離子利用偏壓而加速，堆積在基材208A上而形成致密的膜。
[0070]這樣成膜的ta_C:Ti膜為由C原子和Ti原子構(gòu)成的固體膜，關(guān)于C，可大體分為具有SP2雜化軌道的sp 2-C和具有Sp3雜化軌道的sp 3-Co
[0071]FCVA法中，可通過(guò)控制偏壓來(lái)控制Sp3-C的比例，能將ta_C膜及ta_C:Ti膜成膜。具體而言，F(xiàn)CVA法中可通過(guò)調(diào)整成膜時(shí)的偏壓來(lái)控制ta-C膜及ta-C:Ti膜中的sp2_C/sp3-C含有比率。通過(guò)調(diào)整偏壓，能將Sp3-C為59%以下的比例的ta-C:Ti膜成膜。
[0072]另一方面，關(guān)于ta-C: Ti膜中的Ti含量，可通過(guò)使作為原料使用的含Ti石墨燒結(jié)體中的Ti含量變化來(lái)控制。
[0073]另外，在FCVA法中，僅飛行能量一致的C+離子、Ti +離子、Ti 2+離子、Ti 3+離子、Ti 4+離子、其它離子被導(dǎo)入成膜室206內(nèi)，通過(guò)控制施加于基材208A的偏壓，由此能控制射向基材208A的各種離子粒子的離子沖擊能量。因此，即使在復(fù)雜形狀的基材208A也能均勻地成膜。
[0074]關(guān)于ta_C:Ti膜的組成，在將Ti相對(duì)于C的原子比率(Ti/C原子比率)定義為α?xí)r，α由下述的式(I)表示，α為0.03?0.09。由此，ta_C:Ti膜成為具有兼具親水性和防污染性的表面性質(zhì)的膜。若α小于0.03，則雖具有防污染性但親水性不充分。另一方面，若α大于0.09，則雖具有超親水性，但防污染性不充分。
[0075]a = (Ti/C 原子比率)
[0076]= (Ti 原子數(shù))/ {(Sp3-C 原子數(shù))+ (Sp2-C 原子數(shù))}…(I)
[0077]其中，(Ti原子數(shù)):占膜的Ti原子數(shù)
[0078](sp3-C原子數(shù)):占膜的sp3雜化軌道的碳原子數(shù)
[0079](sp2-C原子數(shù)):占膜的sp2雜化軌道的碳原子數(shù)
[0080]將由這種ta_C:Ti膜構(gòu)成的功能性被膜208B表面的純水的靜態(tài)接觸角定義為β時(shí)，可以使β為30度以下。由此，功能性被膜208Β具有親水性。
[0081]另外，將由ta_C:Ti膜構(gòu)成的功能性被膜208B的表面相比于純Ti的表面的污染指數(shù)定義為γ時(shí)，可以使γ為80%以下。由此，功能性被膜208Β具