本發(fā)明涉及一種光刻裝置以及物品制造方法。

背景技術(shù)：

作為將原版(original)的圖案轉(zhuǎn)印到基板的光刻裝置，可以給出曝光裝置、壓印裝置等。曝光裝置是將原版的圖案作為潛像轉(zhuǎn)印到基板上涂布或布置的光致抗蝕劑(要轉(zhuǎn)印的材料)的裝置。通過對(duì)形成有潛像的光致抗蝕劑進(jìn)行顯影來形成抗蝕劑圖案。壓印裝置是通過在原版與基板上涂布或布置的壓印材料(要轉(zhuǎn)印的材料)接觸的狀態(tài)下使壓印材料固化而使用原版形成壓印材料的圖案的裝置。

在諸如曝光裝置或壓印裝置等的光刻裝置中，如果顆粒附著到例如基板、原版和/或要轉(zhuǎn)移的材料上，則可能在要形成的圖案中發(fā)生不良。光刻裝置的腔室中的顆?？赡軓那皇业耐獠窟M(jìn)入，或者可能通過例如機(jī)器元件之間的摩擦或者機(jī)器元件與基板或原版之間的摩擦而在腔室中產(chǎn)生?；蛘撸w?？赡苡梢D(zhuǎn)印的材料而產(chǎn)生。

在氣流與構(gòu)件(諸如基板和原版)的表面之間存在邊界層。如果沿氣流移動(dòng)的顆粒從氣流的流動(dòng)線偏離，則顆粒進(jìn)入邊界層。在邊界層內(nèi)，諸如重力、布朗擴(kuò)散和靜電等的對(duì)顆粒的影響變得相對(duì)較大。由于這些，顆?？赡芨街綐?gòu)件的表面。顆粒對(duì)構(gòu)件的表面的附著力非常弱，因此能夠通過外部刺激(靜電、氣流或振動(dòng))容易地使顆粒從構(gòu)件的表面分離。從基板或原版附近布置的構(gòu)件的表面分離的顆?？赡芨街交?、原版和/或要轉(zhuǎn)印的材料。

專利文獻(xiàn)1是關(guān)于壓印裝置，并且描述了如下的布置：在模具(原版)中包括主凸結(jié)構(gòu)部和副凸結(jié)構(gòu)部，以通過使副凸結(jié)構(gòu)部帶電來將異物(顆粒)捕捉到副凸結(jié)構(gòu)部。

在將原版的一部分設(shè)置為捕捉部并且通過使捕捉部帶電來捕捉顆粒的方法中(如同專利文獻(xiàn)1中描述的發(fā)明)，捕捉到大量顆粒的捕捉部會(huì)是顆粒源。例如，當(dāng)由于某些原因取消帶電狀態(tài)時(shí)，并且即使當(dāng)未取消帶電狀態(tài)時(shí)，通過施加諸如靜電、氣流或振動(dòng)等的刺激，顆粒也會(huì)從捕捉部分離并處于自由。此外，如在專利文獻(xiàn)1中，如果將原版的一部分設(shè)置為捕捉部，則當(dāng)操作原版時(shí)，顆粒會(huì)從捕捉部分離。從捕捉部分離的顆粒可能直接附著到基板或原版，或者可能臨時(shí)附著到周邊構(gòu)件，然后再次分離，結(jié)果附著到基板或原版。

[專利文獻(xiàn)1]日本特開2014-175340號(hào)公報(bào)

[非專利文獻(xiàn)1]masuda,s.,fujibayashi,k.,ishida,k.,andinaba,h.,electricengineeringinjapan,92,9(1972).

[非專利文獻(xiàn)2]c.i.calle,j.l.mcfall,c.r.buhler,etal.,proc.esaannualmeetingonelectrostatics2008,papero1.

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種有利于減少由顆粒引起的圖案轉(zhuǎn)印不良的技術(shù)。

本發(fā)明的第一方面提供一種光刻裝置，其將原版的圖案轉(zhuǎn)印到基板，所述光刻裝置包括：電極結(jié)構(gòu)，其被布置為圍繞所述基板和所述原版中的一者的側(cè)面；以及電源，其被構(gòu)造為向所述電極結(jié)構(gòu)供給交流電壓，其中，所述電極結(jié)構(gòu)包括彼此電絕緣的多個(gè)電極組，各個(gè)電極組包括彼此電連接的多個(gè)電極，并且所述電源向所述多個(gè)電極組供給具有不同相位的交流電壓。

本發(fā)明的第二方面提供一種物品制造方法，所述方法包括：通過使用如在本發(fā)明的第一方面中限定的光刻裝置來在基板上形成圖案；以及對(duì)形成有圖案的基板進(jìn)行處理。

通過以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其他特征將變得清楚。

附圖說明

圖1是部分地示出根據(jù)第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的壓印裝置的布置的圖；

圖2是用于說明在根據(jù)第一實(shí)施例的壓印裝置中防止或減少顆粒的附著的原理的圖；

圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的壓印裝置的布置的圖；

圖4a和圖4b是示出根據(jù)第一實(shí)施例的基板卡盤和周邊構(gòu)件的布置的示例的圖；

圖5是示出根據(jù)第一實(shí)施例的電極結(jié)構(gòu)的多個(gè)電極組與電源之間的連接的示例的圖；

圖6示出了各自例示從電源向根據(jù)第一實(shí)施例的電極結(jié)構(gòu)的多個(gè)電極組供給的交流電壓的曲線圖；

圖7是示出根據(jù)第二實(shí)施例的電極結(jié)構(gòu)的多個(gè)電極組與電源之間的連接的示例的圖；

圖8示出了各自例示從電源向根據(jù)第二實(shí)施例的電極結(jié)構(gòu)的多個(gè)電極組供給的交流電壓的曲線圖；

圖9是部分地示出根據(jù)第三實(shí)施例的壓印裝置的布置的圖；

圖10是部分地示出根據(jù)第四實(shí)施例的壓印裝置的布置的圖；以及

圖11a和圖11b是各自示出電極的布置的示例的圖。

具體實(shí)施例

下面將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。

本發(fā)明可應(yīng)用于各自用于在諸如大氣壓環(huán)境、減壓環(huán)境或真空環(huán)境等的環(huán)境下將原版的圖案轉(zhuǎn)印到基板的各種光刻裝置。例如，作為這樣的光刻裝置，可以給出壓印裝置和曝光裝置。壓印裝置通過在原版與基板上的壓印材料(要轉(zhuǎn)印的材料)接觸的狀態(tài)下使壓印材料固化而使用原版在基板上形成壓印材料的圖案。曝光裝置將原版的圖案作為潛像轉(zhuǎn)印到基板上的光致抗蝕劑(要轉(zhuǎn)印的材料)。例如，作為曝光裝置，可以給出通過使用諸如紫外光或euv(extremeultraviolet，極紫外)光等的光對(duì)基板上的光致抗蝕劑進(jìn)行曝光的曝光裝置、以及通過使用諸如電子束等的帶電粒子束對(duì)基板上的光致抗蝕劑進(jìn)行曝光的曝光裝置。曝光裝置可以是例如投影曝光裝置或接近曝光裝置。原版是具有應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)印到基板的圖案或要轉(zhuǎn)印在基板上的材料的構(gòu)件。在壓印裝置中使用的原版也可以被稱為模具、模型、模板等。在曝光裝置中使用的原版也可以被稱為掩模版(reticle)、掩模或光掩模。下面將描述將本發(fā)明應(yīng)用于壓印裝置的示例。

圖3例示了壓印裝置imp的布置作為光刻裝置的一個(gè)示例。圖1是圖3的局部放大圖。壓印裝置imp將原版100的圖案轉(zhuǎn)印到基板101。使用另一種表達(dá)，壓印裝置imp使用原版100在基板101上形成壓印材料(要轉(zhuǎn)印的材料)的圖案。原版100具有由凹部形成的圖案。使原版100與基板101上的壓印材料(未固化樹脂)接觸，從而用壓印材料填充圖案的凹部。通過在該狀態(tài)下向壓印材料施加使其固化的能量來固化壓印材料。由此，將原版的圖案轉(zhuǎn)印到壓印材料，并且在基板101上形成由固化的壓印材料制成的圖案。

壓印材料是通過接收使其固化的能量而固化的固化性組合物。壓印材料可以指固化的壓印材料或未固化的壓印材料。例如，可以使用電磁波、熱等作為固化能量。電磁波可以是例如波長選自10nm(包括)至1mm(包括)的范圍的光(諸如紅外光、可見光或紫外光)。

固化性組合物是通常通過光照射或施加熱而固化的組合物。在這些組合物當(dāng)中，通過光固化的光固化性組合物可以至少包含聚合性化合物和光聚合引發(fā)劑。光固化性組合物可以另外包含非聚合性化合物或溶劑。非聚合性化合物可以是例如從由敏化劑、氫供體、內(nèi)部脫模劑、表面活性劑、抗氧化劑、聚合物組分等構(gòu)成的組中選擇的至少一種材料。

在本說明書和附圖中，在與基板101的表面平行的方向形成x-y平面的x-y-z坐標(biāo)系中示出方向。令x方向、y方向和z方向分別為在x-y-z坐標(biāo)系中與x軸、y軸和z軸平行的方向。令θx、θy和θz分別為圍繞x軸的旋轉(zhuǎn)、圍繞y軸的旋轉(zhuǎn)和圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)。關(guān)于x軸、y軸和z軸的控制或驅(qū)動(dòng)，分別是指關(guān)于與x軸平行的方向、與y軸平行的方向和與z軸平行的方向的控制或驅(qū)動(dòng)。此外，關(guān)于θx軸、θy軸和θz軸的控制或驅(qū)動(dòng)，分別是指關(guān)于圍繞與x軸平行的軸的旋轉(zhuǎn)、圍繞與y軸平行的軸的旋轉(zhuǎn)以及圍繞與z軸平行的軸的旋轉(zhuǎn)的控制或驅(qū)動(dòng)。位置是能夠基于x軸、y軸和z軸坐標(biāo)來指定的信息。姿勢(shì)是能夠通過相對(duì)于θx軸、θy軸和θz軸的旋轉(zhuǎn)來指定的信息。定位是指控制位置和/或姿勢(shì)。

壓印裝置imp包括定位基板101的基板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)sdm?；弪?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)sdm可以包括例如基板卡盤102、周邊構(gòu)件113、微動(dòng)機(jī)構(gòu)114、粗動(dòng)機(jī)構(gòu)115以及基座結(jié)構(gòu)116。基板卡盤102能夠通過抽吸(例如，真空抽吸或靜電吸引)來保持基板101。微動(dòng)機(jī)構(gòu)114可以包括支撐基板卡盤102和周邊構(gòu)件113的微動(dòng)臺(tái)、以及驅(qū)動(dòng)微動(dòng)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。周邊構(gòu)件113布置在布置有基板101的區(qū)域的周邊，以圍繞基板101的側(cè)面。周邊構(gòu)件113包括電極結(jié)構(gòu)140。電極結(jié)構(gòu)140布置在布置有基板101的區(qū)域的周邊，以圍繞基板101的側(cè)面。電極結(jié)構(gòu)140可以包括彼此電絕緣的多個(gè)電極組。各個(gè)電極組可以包括彼此電連接的多個(gè)電極。周邊構(gòu)件113可以包括絕緣體構(gòu)件，并且電極結(jié)構(gòu)140能夠嵌入在絕緣體構(gòu)件中。微動(dòng)機(jī)構(gòu)114是通過微驅(qū)動(dòng)基板卡盤102來微驅(qū)動(dòng)基板101的機(jī)構(gòu)。粗動(dòng)機(jī)構(gòu)115是通過粗驅(qū)動(dòng)微動(dòng)機(jī)構(gòu)114來粗驅(qū)動(dòng)基板101的機(jī)構(gòu)?；Y(jié)構(gòu)116支撐粗動(dòng)機(jī)構(gòu)115、微動(dòng)機(jī)構(gòu)114、基板卡盤102以及周邊構(gòu)件113。基板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)sdm可以被構(gòu)造為例如相對(duì)于多個(gè)軸(例如，x軸，y軸和θz軸這三個(gè)軸)驅(qū)動(dòng)基板101。諸如干涉儀等的測(cè)量設(shè)備117監(jiān)視在微動(dòng)機(jī)構(gòu)114中與基板卡盤102一體化的部分(微動(dòng)臺(tái))的位置。

壓印裝置imp可以包括定位原版100的原版驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)mdm。原版驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)mdm可以包括原版卡盤(結(jié)構(gòu))110和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109。支撐結(jié)構(gòu)108能夠支撐原版驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)mdm。原版卡盤110能夠通過抽吸(例如，真空抽吸或靜電吸引)來保持原版100。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109通過驅(qū)動(dòng)原版卡盤110來驅(qū)動(dòng)原版100。原版驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)mdm可以被構(gòu)造為例如相對(duì)于多個(gè)軸(例如，x軸、y軸、z軸、θx軸、θy軸和θz軸這六個(gè)軸)驅(qū)動(dòng)原版100。

基板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)sdm和原版驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)mdm形成相對(duì)地定位基板101和原版100的驅(qū)動(dòng)單元。驅(qū)動(dòng)單元調(diào)整基板101和原版100相對(duì)于x軸、y軸、θx軸、θy軸和θz軸的相對(duì)位置，并且還調(diào)整基板101和原版100相對(duì)于z軸的相對(duì)位置?；?01和原版100相對(duì)于z軸的相對(duì)位置的調(diào)整包括使原版100與基板101上的壓印材料接觸/分離的操作。

壓印裝置imp可以包括將未固化的壓印材料涂布或供給到基板101上的分配器(供給器)111。分配器111可以被構(gòu)造為例如以多個(gè)液滴的形式將壓印材料布置在基板101上。支撐結(jié)構(gòu)108能夠支撐分配器111。

壓印裝置imp可以包括固化單元104，固化單元104通過用諸如uv(ultraviolet，紫外)光等的光照射壓印材料來使基板101上的壓印材料固化。壓印裝置imp還可以包括被構(gòu)造為觀察壓印的狀態(tài)的照相機(jī)103。從固化單元104發(fā)射的光能夠被反射鏡105反射并透過原版100以照射壓印材料。照相機(jī)103可以被構(gòu)造為經(jīng)由原版100和反射鏡105觀察壓印的狀態(tài)，例如，壓印材料與原版100之間的接觸狀態(tài)等。

壓印裝置imp可以包括對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)器107a和107b，對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)器107a和107b被構(gòu)造為檢測(cè)基板101的標(biāo)記和原版100的標(biāo)記的相對(duì)位置。對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)器107a和107b可以布置在由支撐結(jié)構(gòu)108支撐的上部結(jié)構(gòu)106中。壓印裝置imp可以包括離軸觀測(cè)器112，離軸觀測(cè)器112被構(gòu)造為檢測(cè)基板101的多個(gè)標(biāo)記的位置。支撐結(jié)構(gòu)108能夠支撐離軸觀測(cè)器112。

壓印裝置imp可以包括一個(gè)或多個(gè)吹送部118a和118b。吹送部118a和118b可以布置在原版卡盤110周圍，以圍繞原版卡盤110。吹送部118a和118b能夠通過吹送諸如空氣等的氣體來形成氣流簾，例如空氣簾。例如，支撐結(jié)構(gòu)108能夠支撐吹送部118a和118b。壓印裝置imp可以包括氣體供給器130，氣體供給器130向基板101與原版100之間的空間供給氣體，使得在該空間中形成沿著基板101的氣流。

壓印裝置imp可以另外包括主控制器126、壓印控制器120、照射控制器121、觀測(cè)器控制器122、分配器控制器123、簾控制器124以及基板控制器125。主控制器126控制壓印控制器120、照射控制器121、觀測(cè)器控制器122、分配器控制器123、簾控制器124以及基板控制器125。壓印控制器120控制原版驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)mdm。照射控制器121控制固化單元104。觀測(cè)器控制器122控制對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)器107a和107b以及離軸觀測(cè)器112。分配器控制器123控制分配器111。簾控制器124控制吹送部118a和118b?；蹇刂破?25控制基板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)sdm。

在基板101與原版100之間的空間及其周邊空間中能夠存在由從吹送部118a和118b吹送的氣體引起的氣流201以及由從氣體供給器130供給的氣體引起的氣流203。這里將考慮顆粒對(duì)構(gòu)件的表面的附著。當(dāng)在受控氣流的主流中存在顆粒時(shí)，顆粒沿著該主流移動(dòng)。因此，顆粒不能容易地接近構(gòu)件的表面，從而防止它們附著到表面。然而，壓印裝置imp由各種部件制成。在氣體供給器130的出口(吹送部)附近能夠形成層流。然而，隨著顆粒從出口遠(yuǎn)離地移動(dòng)，各種部件可能變成障礙物，從而擾亂氣流并導(dǎo)致停滯。因此，如果顆粒進(jìn)入壓印裝置imp，或者在壓印裝置imp中產(chǎn)生顆粒，則顆粒從氣流偏離，并且進(jìn)入這些部件以及在氣流與物體(例如部件、基板101以及原版100)的表面之間存在的邊界層。邊界層是流速比主流的流速低、且流速分布突然改變的層。由于空氣的粘性，所以特別是物體的表面附近的部分，具有接近于0的流速。在這種情況下，顆粒大幅受到重力、布朗擴(kuò)散和靜電的影響，并且非?？赡芨街轿矬w的表面。附著到物體的表面的顆粒附著力弱，并且能夠通過外部刺激(靜電、氣流或振動(dòng))容易地從物體的表面分離。

在第一實(shí)施例中，電極結(jié)構(gòu)140嵌入在圍繞基板101的側(cè)面布置的周邊構(gòu)件113的絕緣體構(gòu)件中，并且具有不同相位的交流電壓被供給到電極結(jié)構(gòu)140的多個(gè)電極組。通過這樣做，在周邊構(gòu)件113的表面上形成交流電場(chǎng)，以排斥進(jìn)入了周邊構(gòu)件113的表面上的邊界層的顆粒200。由此，使顆粒200返回到主流并沿著主流移動(dòng)。因此，防止或減少了如下的現(xiàn)象：顆粒200在附著到基板101的周邊上存在的構(gòu)件的表面之后從所述表面分離，并且附著到基板101、原版100或壓印材料。

周邊構(gòu)件113的一部分或全部可以由絕緣體構(gòu)件制成，并且電極結(jié)構(gòu)140嵌入在絕緣體構(gòu)件中。周邊構(gòu)件113(絕緣體構(gòu)件)可以被形成為具有平坦表面s。表面s優(yōu)選地具有與基板101的表面相同的高度。嵌入形式可以是電極結(jié)構(gòu)140完全埋置在絕緣體構(gòu)件的表面下方的形式或者可以是電極結(jié)構(gòu)140的表面暴露的形式。電極結(jié)構(gòu)140可以包括彼此電絕緣的多個(gè)電極組。電極結(jié)構(gòu)140可以包括由彼此電連接的電極10a、11a、12a、13a、14a、15a…形成的電極組(組a)、以及由彼此電連接的電極10b、11b、12b、13b、14b、15b…形成的電極組(組b)。

在圖2中，ux表示在周邊構(gòu)件113的表面附近形成的氣流的流速分布。各個(gè)e表示通過向電極結(jié)構(gòu)140供給交流電壓而形成的電場(chǎng)。d表示周邊構(gòu)件113的表面與氣流的主流之間的邊界層的厚度。p表示電極結(jié)構(gòu)140的多個(gè)電極組中的電極之間的陣列間距。v(vx,vz)表示顆粒200在邊界層中的移動(dòng)速度，并且vx表示x方向上的速度，vz表示z方向上的速度。

電源ps可以被構(gòu)造為向電極結(jié)構(gòu)140的組a和組b供給具有相位差π的交流電壓。在各個(gè)交流電壓的某個(gè)半周期中，向組a施加正電壓，并且向組b施加負(fù)電壓，從而產(chǎn)生從組a向組b彎曲的非均勻電場(chǎng)。在下一個(gè)半周期中，產(chǎn)生從組b向組a彎曲的非均勻電場(chǎng)。即，在電極結(jié)構(gòu)140(周邊構(gòu)件113)的表面上形成的電場(chǎng)e形成駐波。

如果在形成有這樣的電場(chǎng)e的表面附近飛來帶電顆粒200，則顆粒200受到沿著電場(chǎng)e的力。另一方面，如果飛來不帶電顆粒200，則由于電場(chǎng)e是非均勻電場(chǎng)，所以產(chǎn)生梯度力。結(jié)果，顆粒200受到從電極結(jié)構(gòu)140遠(yuǎn)離的方向上的力。這種技術(shù)被稱為電場(chǎng)簾(非專利文獻(xiàn)1和2)。在受到這樣的力時(shí)，顆粒200不容易附著到構(gòu)件的表面，而是從構(gòu)件的表面遠(yuǎn)離地移動(dòng)。因此，已經(jīng)進(jìn)入邊界層的顆粒200被從邊界層排斥并且沿著氣流的主流移動(dòng)。

一般來說，邊界層的厚度d由下式給出：

其中，u∞是主流的速度，v是氣體的動(dòng)態(tài)粘度，x是距周邊構(gòu)件113的端部的距離。電極結(jié)構(gòu)140的多個(gè)電極組中的電極之間的陣列間距p優(yōu)選地小于邊界層厚度d。陣列間距p是相鄰電極的中心之間的距離。

如果陣列間距p大于邊界層厚度d，則變得難以形成各自具有使邊界層中的顆粒200返回到氣流的主流所需的強(qiáng)度的電場(chǎng)e，從而增加了顆粒200附著到周邊構(gòu)件113的表面的可能性。另一方面，如果陣列間距p小于邊界層厚度d，則容易形成各自具有使邊界層中的顆粒200返回到氣流的主流所需的強(qiáng)度的電場(chǎng)e。

此外，可以如下考慮用于陣列間距p的設(shè)計(jì)。在圖2中，電場(chǎng)e由點(diǎn)狀電通量線表示。如下的布置是優(yōu)選的：在10a至15a的電極組(組a)與10b至15b的電極組(組b)之間產(chǎn)生的電通量線中的許多電通量線，在周邊構(gòu)件113的表面上閉合。例如當(dāng)面對(duì)電極的構(gòu)件(在下文中被稱為面對(duì)構(gòu)件)隨著基板101(基板卡盤102)移動(dòng)而接近電極時(shí)，如果電通量線中的許多電通量線閉合，則在這些面對(duì)構(gòu)件附近的電位被保持為接近0v。然而，如果閉合電通量線的數(shù)量少，則進(jìn)入面對(duì)構(gòu)件的電通量線的數(shù)量增加，從而在電極與面對(duì)構(gòu)件之間產(chǎn)生電場(chǎng)。在這種情況下，如果在電極與面對(duì)構(gòu)件之間的空間中存在顆粒200，則顆粒200可能沿著電通量線移動(dòng)并且附著到面對(duì)構(gòu)件。因此，優(yōu)選的是，使陣列間距p小于周邊構(gòu)件113的平坦表面s與能夠面對(duì)表面s的構(gòu)件(例如，吹送部118a和118b、原版卡盤110以及原版100)之間的距離。

下面將考慮根據(jù)另一個(gè)觀點(diǎn)優(yōu)選的參數(shù)。顆粒200的速度被定義為如圖2中的v(vx,vz)。顆粒200在邊界層中的、在周邊構(gòu)件113的表面附近的z方向上的速度vz由和vg+vb+ve來給出，其中，vg是因重力產(chǎn)生的移動(dòng)速度(重力沉降速度)，vb是因布朗擴(kuò)散產(chǎn)生的移動(dòng)速度，ve是因電場(chǎng)產(chǎn)生的移動(dòng)速度。形成氣流的氣體(通常為空氣)的物理性質(zhì)是恒定的，因此認(rèn)為該vz取決于粒徑和所產(chǎn)生的電場(chǎng)e。能夠通過下式給出估計(jì)：

vg＝ccρpdp²g/(18v)...(2)

其中，cc是被稱為坎寧安(cunningham)校正因子的無量綱數(shù)，并且是當(dāng)顆粒200的直徑和周圍氣體的在平均自由程的量級(jí)變得幾乎相同時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮的數(shù)值，ρp是顆粒200的密度，dp是顆粒200的直徑，并且g是重力加速度。

vb由下式給出：

其中，k是玻耳茲曼因子，t是氣體溫度。

ve由下式給出：

ve＝ccpeemax/(3πvdp)...(4)

其中，p是顆粒的電荷數(shù)，并且雖然在壓印裝置imp中產(chǎn)生的顆粒200的電荷數(shù)是未知的，但是在此假設(shè)取決于顆粒200的直徑dp的平均電荷數(shù)，e是基本電荷量，并且emax是在邊界層中產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的最大值。

能夠通過利用上面的式(2)至(4)來估計(jì)vz。因此，令t為顆粒200到達(dá)周邊構(gòu)件113的表面所需的移動(dòng)時(shí)間，可以將t近似為d/vz。如果各個(gè)電場(chǎng)的方向在該移動(dòng)時(shí)間t期間不改變，則顆粒200直接附著到周邊構(gòu)件113的表面。為了防止顆粒200附著到周邊構(gòu)件113的表面，需要在移動(dòng)時(shí)間t期間改變各個(gè)電場(chǎng)的方向。因此，令t為向電極結(jié)構(gòu)140供給交流電壓的周期，應(yīng)當(dāng)滿足t＜t。

作為選擇，也可以如下考慮向電極結(jié)構(gòu)140供給的交流電壓的優(yōu)選頻率。顆粒200的移動(dòng)速度中的主要分量是因電場(chǎng)產(chǎn)生的移動(dòng)速度ve。當(dāng)在周邊構(gòu)件113(電極結(jié)構(gòu)140)附近安裝有離子發(fā)生器時(shí)，即使所產(chǎn)生的顆粒200包括偏置電荷，離子發(fā)生器也使電荷分布總體上遵循波爾茲曼均衡電荷分布。在這種情況下，能夠估計(jì)平均電荷數(shù)。式(4)中的最大粒徑p/dp為50nm，因此通過利用粒徑dp＝50nm和平均電荷數(shù)p＝0.411來估計(jì)ve。如果各個(gè)電場(chǎng)e例如為1×10⁶v/m，則獲得ve＝3.8×10^-2m/sec。

如果周邊構(gòu)件113與面對(duì)該周邊構(gòu)件113的面對(duì)構(gòu)件之間的距離為2mm，則獲得t＝2.6×10^-2sec，以防止位于其中間的顆粒200附著到周邊構(gòu)件113和面對(duì)構(gòu)件二者。即，僅需要向電極結(jié)構(gòu)140供給具有約1/t＝38hz的頻率的交流電壓。如上所述，由電源ps向電極結(jié)構(gòu)140供給的交流電壓的頻率能夠基于壓印裝置imp的規(guī)格來決定。在本發(fā)明人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，確認(rèn)了如下的效果：通過將由電源ps向電極結(jié)構(gòu)140供給的交流電壓的主半周期設(shè)置在1至1000hz的范圍內(nèi)，防止顆粒200附著到周邊構(gòu)件113和面對(duì)構(gòu)件。

圖4a和圖4b示出了基板卡盤102和周邊構(gòu)件113的布置的示例。圖4a是平面圖，圖4b是截面圖。圖4a示出了作為參考的投射陣列(投射區(qū)域的陣列)150。周邊構(gòu)件113包括絕緣體構(gòu)件1131，并且電極結(jié)構(gòu)140嵌入在絕緣體構(gòu)件1131中。周邊構(gòu)件113布置在基板卡盤102周圍，以圍繞基板卡盤102(基板101)。電極結(jié)構(gòu)140布置在基板卡盤102周圍，以圍繞基板卡盤102(基板101)。電極結(jié)構(gòu)140還可以布置在投射陣列150外部，以圍繞投射陣列150。形成電極結(jié)構(gòu)140的多個(gè)電極組同心地布置。周邊構(gòu)件113優(yōu)選地具有平坦表面，使得在周邊構(gòu)件113上形成具有較少干擾的空氣流。

圖5示出了電極結(jié)構(gòu)140中的多個(gè)電極組(組a和組b)與電源ps之間的連接的示例。圖6例示了從電源ps向電極結(jié)構(gòu)140的多個(gè)電極組(組a和組b)供給的交流電壓。在圖5中所示的示例中，電極結(jié)構(gòu)140由兩個(gè)電極組(組a和組b)形成。電源ps包括第一電源31和第二電源32。第一電源31向彼此電連接以形成組a的多個(gè)電極10a、11a和12a供給第一交流電壓v1。第二電源32向彼此電連接以形成組b的多個(gè)電極10b、11b和12b供給第二交流電壓v2。在一個(gè)示例中，第一交流電壓v1和第二交流電壓v2中的各個(gè)具有100hz的頻率和±500v的振幅，并且它們的相位差為π。通過向組a中的電極和組b中的電極供給具有相位差π的交流電壓，形成具有彎曲的非均勻電場(chǎng)的駐波。通過該電場(chǎng)將顆粒從邊界層排斥。

在圖4a和圖4b中所示的示例中，形成電極結(jié)構(gòu)140的多個(gè)電極組的電極以等間隔同心地布置。然而，這僅僅是示例。例如，當(dāng)在周邊構(gòu)件113中配設(shè)傳感器、標(biāo)記等時(shí)，形成多個(gè)電極組的電極不必須以等間隔同心地布置，以便布置電極以避開它們。例如，如同圖11a的電極結(jié)構(gòu)141，可以同心地但以非等間隔來布置形成多個(gè)電極組的電極。作為選擇，如圖11b的電極結(jié)構(gòu)142，形成多個(gè)電極組的各電極可以徑向地延伸。作為選擇，可以將周邊構(gòu)件113的區(qū)域劃分成多個(gè)區(qū)域，并且可以將多個(gè)電極組布置在各區(qū)域中。

將參照?qǐng)D7和圖8描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例中沒有提及的事項(xiàng)能夠符合第一實(shí)施例。在第二實(shí)施例中，電極結(jié)構(gòu)140包括作為多個(gè)電極組的三個(gè)電極組。換句話說，第二實(shí)施例的電極結(jié)構(gòu)140具有三相布置。更具體地，第二實(shí)施例的電極結(jié)構(gòu)140包括電極組：組a、組b和組c。組a是由彼此電連接的電極20a、21a…形成的電極組。組b是由彼此電連接的電極20b、21b…形成的電極組。組c是由彼此電連接的電極20c、21c…形成的電極組。

電源ps包括第一電源33、第二電源34和第三電源35。第一電源33向彼此電連接以形成組a的多個(gè)電極20a、21a…供給第一交流電壓v3。第二電源34向彼此電連接以形成組b的多個(gè)電極20b、21b…供給第二交流電壓v4。第三電源35向彼此電連接以形成組c的多個(gè)電極20c、21c…供給第三交流電壓v5。在一個(gè)示例中，第一交流電壓v3、第二交流電壓v4和第三交流電壓v5中的各個(gè)具有100hz的頻率和±500v的振幅，并且它們的相位差為2π/3。第二交流電壓v4在相位差上對(duì)第一交流電壓v3領(lǐng)先2π/3。第三交流電壓v5在相位差上對(duì)第二交流電壓v4領(lǐng)先2π/3。電極組從基板101側(cè)起如同組a、組b、組c、組a、組b、組c…一樣布置。

在上面描述的布置中，電源ps向電極結(jié)構(gòu)140供給交流電壓v3、v4和v5，從而產(chǎn)生行波。該行波在從基板101遠(yuǎn)離的方向上行進(jìn)。顆粒受到在從邊界層排斥的方向上的力，并且在受到沿著行波的方向(即，從基板101遠(yuǎn)離的方向)上的力的同時(shí)移動(dòng)。因此根據(jù)第二實(shí)施例，與第一實(shí)施例相比，能夠更有效地使顆粒從邊界層返回到主流。

將參照?qǐng)D9描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。在第三實(shí)施例中沒有提及的事項(xiàng)能夠符合第一或第二實(shí)施例。在第三實(shí)施例中，為了圍繞原版100的側(cè)面，包括布置在布置有原版100的區(qū)域的周邊的電極結(jié)構(gòu)170，電極結(jié)構(gòu)170包括彼此電絕緣的多個(gè)電極組，并且各個(gè)電極組包括彼此電連接的多個(gè)電極。周邊構(gòu)件160包括絕緣體構(gòu)件，并且電極結(jié)構(gòu)170嵌入在絕緣體構(gòu)件中。周邊構(gòu)件160可以具有平坦表面(下表面)。該表面優(yōu)選地具有與原版100中的周邊部分相同的高度。向電極結(jié)構(gòu)170供給交流電壓的電源ps2可以具有與第一實(shí)施例中的電源ps相同的布置。

在壓印裝置imp中，原版100反復(fù)接觸投射區(qū)域上的壓印材料，并且每次在壓印材料上進(jìn)行壓印時(shí)從壓印材料分離。因此，還考慮原版100應(yīng)用諸如離子發(fā)生器等的抗靜電裝置，以去除可能被帶電的這種帶電。然而，考慮到基板101與原版100之間的小間隙，離子發(fā)生器可能難以充分地去除帶電。此外，基板101與原版100之間的窄間隙可能在基板101與原版100之間的間隙中導(dǎo)致大的電位梯度，結(jié)果顆粒附著到原版100。

如在第一實(shí)施例中，同樣在第三實(shí)施例中，電極結(jié)構(gòu)170的多個(gè)電極組中的電極之間的陣列間距p優(yōu)選地小于邊界層厚度d。此外，優(yōu)選地使陣列間距p小于周邊構(gòu)件160的平坦表面與能夠面對(duì)該表面的構(gòu)件(例如，基板101和周邊構(gòu)件113)之間的距離。

關(guān)于顆粒的速度v(vx,vz)，因重力產(chǎn)生的移動(dòng)速度(重力沉降速度)在從周邊構(gòu)件160遠(yuǎn)離的方向上。因此，總移動(dòng)速度vz由和-vg+vb+ve來給出，其中，-vg是因重力產(chǎn)生的移動(dòng)速度，vb是因布朗擴(kuò)散產(chǎn)生的移動(dòng)速度，ve是因電場(chǎng)產(chǎn)生的移動(dòng)速度。能夠通過使用上面描述的式(2)至(4)來將該vz估計(jì)到一定程度。

因此，令t為顆粒200到達(dá)周邊構(gòu)件160的表面所需的移動(dòng)時(shí)間，可以將t近似為d/vz。如果電場(chǎng)的方向在該移動(dòng)時(shí)間t期間不改變，則顆粒200直接附著到周邊構(gòu)件160的表面。為了防止顆粒200附著到周邊構(gòu)件160的表面，需要在移動(dòng)時(shí)間t期間改變電場(chǎng)的方向。因此，令t為向電極結(jié)構(gòu)170供給交流電壓的周期，應(yīng)當(dāng)滿足t＜t。

根據(jù)第三實(shí)施例，由嵌入在布置在原版100周圍的周邊構(gòu)件160中的電極結(jié)構(gòu)170產(chǎn)生的電場(chǎng)防止或減少了顆粒200對(duì)周邊構(gòu)件160的附著。然后，顆粒200沿著氣流的主流從基板101和原版100的周邊遠(yuǎn)離地移動(dòng)。因此，防止或減少了顆粒200對(duì)基板101、原版100和壓印材料的附著。

將參照?qǐng)D10描述本發(fā)明的第四實(shí)施例。第四實(shí)施例是通過將第一或第二實(shí)施例與第三實(shí)施例組合而獲得的。即，第四實(shí)施例的壓印裝置imp包括布置在布置為圍繞基板101的周邊構(gòu)件113中的電極結(jié)構(gòu)140、以及布置在布置為圍繞原版100的周邊構(gòu)件160中的電極結(jié)構(gòu)170。電源ps和第二電源ps2向電極結(jié)構(gòu)140和170供給交流電壓。根據(jù)第四實(shí)施例，防止或減少了顆粒200對(duì)布置在基板101的周邊的周邊構(gòu)件113的附著、以及顆粒200對(duì)布置在原版100的周邊的周邊構(gòu)件160的附著。然后，顆粒200沿著氣流的主流從基板101和原版100的周邊遠(yuǎn)離地移動(dòng)。因此，防止或減少了對(duì)基板101、原版100和壓印材料的附著。

如通過第一實(shí)施例至第四實(shí)施例中的各個(gè)示例性地描述的，本發(fā)明的光刻裝置可以包括被布置為圍繞基板和原版中的一者的側(cè)面的電極結(jié)構(gòu)、以及向電極結(jié)構(gòu)供給交流電壓的電源。電極結(jié)構(gòu)可以包括彼此電絕緣的多個(gè)電極組。各個(gè)電極組可以包括彼此電連接的多個(gè)電極。電源能夠向多個(gè)電極組供給具有不同相位的交流電壓。本發(fā)明的光刻裝置還可以包括布置為圍繞基板和原版中的另一者的側(cè)面的第二電極結(jié)構(gòu)、以及向第二電極結(jié)構(gòu)供給交流電壓的第二電源。第二電極結(jié)構(gòu)可以包括彼此電絕緣的多個(gè)第二電極組。各個(gè)第二電極組可以包括彼此電連接的多個(gè)電極。第二電源能夠向多個(gè)電極組供給具有不同相位的交流電壓。

下面將描述通過使用諸如上述的壓印裝置等的光刻裝置來制造物品的物品制造方法。物品制造方法可以包括通過使用光刻裝置在基板上形成圖案的步驟、以及對(duì)形成有圖案的基板進(jìn)行處理(進(jìn)行例如蝕刻、離子注入或氧化)的步驟。

雖然參照示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所公開的示例性實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)對(duì)所附權(quán)利要求的范圍給予最寬的解釋，以便涵蓋所有這些變型例以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。